课题组一年级硕士研究生王娟同学在Int. J. Hydrogen Energ发布题为《Small and well-dispersed Cu nanoparticles on carbon nanofibers: Self-supported electrode materials for efficient hydrogen evolution reaction》的论文。
论文摘要：碳纳米纤维上负载小尺寸且高度分散的铜纳米颗粒作为自支撑的电极材料应用于电解水反应
在这项研究中，我们证明了可以用一种简便而有效的方法来设计和制备小尺寸的铜纳米粒子，并且能够使其密集和均匀分布在碳纳米纤维。这种具有3D结构的自支撑材料的铜纳米粒子/碳纳米纤维是通过静电纺丝和热还原过程制备得到的。将铜纳米粒子/碳纳米纤维直接作为电催化析氢反应的电极并能够在酸性电解液中显示出优越的活性，包括：低的起始电位（仅仅只有61 mV），当电流密度达到10 mA cm-2时，其过电位为200 mV， 小的塔菲尔斜率（152 mV dec-1）和长时间的稳定性。而且这种3D的自支撑结构还能够显示出高的电导率，大的比表面积和高孔率，这些特点都有利于铜纳米颗粒与电解液的接触，也有利于氢气的释放，因此能够降低过电位和我加速电极动力学。这项工作证明铜纳米粒子/碳纳米纤维可以作为一种有前景的材料代替贵金属铂基材料应用于析氢反应中。
课题组二年级硕士研究生刘鑫荣同学在Mater. Design发布题为《Carbon nanofibers as nanoreactors in the construction of PtCo alloy carbon core-shell structures for highly efficient and stable water splitting 》的论文。
论文摘要：通过静电纺丝和氨气辅助热处理，我们得到了氮掺杂碳纤维负载铂钴合金，展示出了很高的析氧催化活性，其具有较低的Tafel斜率76 mV dec-1。经过SEM、TEM、XRD、XPS等测试手段来表征材料，我们对材料展示出的非凡的析氧催化活性的原因解释为铂钴合金的协同效应和氮掺杂碳纤维对铂钴合金的包覆保护作用。
课题组二年级硕士研究生刘鑫荣同学在Electrochim. Acta发布题为《Functional materials from nature: honeycomb-like carbon nanosheetsderived from silk cocoon as excellent electrocatalysts for hydrogenevolution reaction》的论文。
论文摘要：通过活化和热处理，我们利用天然蚕丝纤维制备得到多孔富氮碳化蚕丝纤维杂化材料，具有高达349.3 m2 g-1的比表面积和4.7%的含氮量，同时也展示出了很优异的析氢催化活性和很强的电化学稳定性。再利用SEM、TEM、BET、XRD、XPS等测试手段来表征材料的形貌、结构和元素化学状态。综合各项测试结果，我们认为当天然蚕丝经过氯化钾活化之后，高温碳化就可得到多孔结构。而多孔富氮碳化蚕丝纤维杂化材料具有的优异电催化性能可能归因于较大的比表面积、较高的石墨化程度和较高的氮含量。
课题组博士朱罕老师与天津大学王庆法副教授合作在Int. J. Hydrogen Energ发布题为《Functional nanomaterials from nature: Two-dimensional molybdenum disulfide and tungsten disulfide interleaved nanowalls constructed on silk cocoon-derived N-doped carbon fibers for the hydrogen evolution reaction》的论文。
论文摘要：寻找低成本、高活性和稳定的催化材料对电催化产氢而言是一个让人感兴趣的挑战。本文中，提出了一种可行而高效的方法来设计和构建二维MoS2和WS2交错纳米壁垒，这种交错纳米壁能使通过蚕丝烧结所得的N掺杂碳纳米纤维上（SNCF）的催化活性边缘暴露最多。SNFC上的MoS2和WS2纳米晶从交错的纳米片到相互交叉的纳米壁的形貌转变可以通过调节Mo和W的前驱体浓度来实现。这种MoS2/SCNF和WS2/SCNF电催化剂表现出了很强的析氢活性，其起始电位分别为-40和-96 mV，tafel斜率分别是60和66mV dec-1，10mA cm-2的电流密度对应的过电位分别为102和157mv。另外，MoS2/SCNF和WS2/SCNF连续析氢10小时后电流密度只有少量损失，表明这种材料具有优异的稳定性，在实际应用方面具有良好前景。