精確設(shè)計不對稱雙原子構(gòu)型并研究其電子調(diào)節(jié)作用，以提高氧還原反應(yīng)（ORR）性能，對陰離子交換膜燃料電池（AEMFC）具有重要意義。近日，北京理工大學(xué)Wang Bo、Feng Xiao、Yang Wenxiu合成了一種Fe，Cu共摻雜的2D IISERP-MOF27納米片衍生的FeN3O-CuN4雙原子位點納米催化劑（命名為FeCu-NC），用于AEMFC的陰極。
本文要點：
1) 由于FeCu-NC催化劑中FeN3O-CuN4的最佳電子結(jié)構(gòu)，它在KOH中表現(xiàn)出增強(qiáng)的半波電位（0.910V）、翻轉(zhuǎn)頻率（0.165e s?1site?1）和降低的活化能（19.96 kJ mol?1）。
2) 基于FeCu-NC的AEMFC具有極高的動力學(xué)電流（在0.9 V時為0.138 A cm?2）和額定功率密度（1.09 W cm?2）。密度泛函理論計算進(jìn)一步證明，Cu-N4可以打破Fe-3d軌道的局域化，加速電子傳輸，優(yōu)化OH吸附，從而促進(jìn)ORR過程。
Yarong Liu et.al Optimizing Fe-3d Electron Delocalization by Asymmetric Fe–Cu Diatomic Configurations for Efficient Anion Exchange Membrane Fuel Cells Adv. Energy Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/aenm.202302719
