北京航空航天大学化学与环境学院相艳

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相艳，北京航空航天大学教授。2001.7毕业于四川大学化学学院物理化学专业，获理学博士学位； 至今北京航空航天大学化学与学院环境工程系任教，教授，副院长，博士生导师。期间于Carnegie Mellon University化学系做博士后研究,2008.2于新加坡Nanyang Technological Univeristy访问研究。


作为项目负责人先后主持科研项目十余项，含国家级863计划专题课题1项，国家自然科学基金重点项目1项，面上项目5项，省部级课题多项，入选2008年度北京市科技新星B类计划，入选北京市优秀人才资助计划，入选2011年度教育部新世纪优秀人才资助计划。论文发表在Chem. Soc. Rev., Adv. Mater., Chem. Commun., J. Phys. Chem. B, J. Polym. Sci. Part A, J. Power Sources, J. Membr. Sci.等国际专业知名学术期刊。申请国家发明专利7项，获授权国家发明专利4项。


主讲本科专业核心课程《环境工程微生物学》、研究生必修课《生态环境材料》，承担教学改革项目多项，曾荣获2004年度与2006年度校级教学成果二等奖，2004年度北航“蓝天新星”教学类,研究生优秀指导教师等荣誉。多年来一直担任校“冯如杯”科技竞赛的指导老师，自2003年起连续五年指导学生获得校一等奖，全国的大学生“挑战杯”科技竞赛二等奖，北京市大学生“挑战杯”特等奖等优异成绩，为校院争得了荣誉。


姓名  相艳
职称  教授
联系电话 010-82339539
传真  010-82339539
电子邮箱  xiangy@buaa.edu.cn


研究方向
主要研究方向与兴趣：环境能源材料
1.质子交换膜燃料电池的关键材料研究和应用
2.生物光电转换原理与器件研究


研究成果
1.Yan Xiang*,Shanfu Lu, Sanping Jiang*, Layer-by-layer self-assembly in the development of electrochemical energy conversion and storage devices from fuel cells to supercapacitors, Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 7291

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北京航空航天大学相艳课题组成功制备了用于燃料电池阴极氧还原反应的单原子铜催化剂，该研究成果“A copper single-atom catalyst towards efficient and durable oxygen reduction for fuel cells”发表在Journal of Materials Chemistry A上，并于当期封面做简要介绍。论文的第一作者是北航空间与环境学院2018级博士生崔丽婷，通讯作者为北航空间与环境学院相艳教授、卢善富研究员、王海宁副教授。

随着能源和环境问题日益突出，燃料电池作为一种将化学能转换为电能的装置，因其高效、清洁而备受关注。然而，阴极氧还原反应（ORR）动力学相对较慢，严重依赖贵金属Pt催化剂，成为制约燃料电池大规模应用的一个重要因素。因此，发展ORR低铂/非铂催化剂对推进燃料电池大规模应用具有重要意义。过渡金属单原子催化剂（SAC）在单电极表征中展现出了优异的ORR性能，近年来引起了极大的关注。在以往的研究报道中，过渡金属多为Fe、Co、Ni等。金属Cu是从多种生命形式中ORR的中心原子，然而，仅有少数基于Cu SAC的ORR催化剂的研究报道。此外，很少有关于Cu SAC在燃料电池中的应用报道。

相艳课题组以酞菁铜为前驱体，采用简单热解法制备了单原子铜催化剂。该催化剂在碱性介质中表现出良好的ORR性能，其半波电位为0.81 V (vs. RHE)，比商业化Pt/C相差30 mV。同时显示出优异的耐久性，在碱性介质中5000次循环后，半波电位仅有9 mV的负移。基于该催化剂的阴离子交换膜燃料电池在70℃下的峰值功率密度可达196 mW cm-2。密度泛函理论计算表明从HOO*到O*的过程是影响其ORR性能的关键步骤。Cu SAC有望成为一种用于燃料电池的非贵金属ORR催化剂。