金屬氮摻雜碳(M-N-C)催化劑是燃料電池陰極的有效鉑族金屬替代品;然而,它們隨機形成、不可預測的配位使任何結構性質的研究都變得復雜,并導致低活性位點密度。近日,北京化工大學Sun Xiaoming、Tian Shubo、Zhuang Zhongbin報道了用于氧還原反應的具有明確配位結構的Co(CN)3催化劑。
本文要點:
1) 通過單晶X射線衍射和X射線吸收光譜,作者在Co(CN)3微晶表面獲得了致密且明確的鈷位。原位紅外光譜和密度泛函理論計算表明,高氧還原反應性能(半波電位為0.90?V)是由于其具有優化*OH解吸的配位環境。
2) 鈷原子間距最小的氰化物鍵使活性位點的空間密度最大化,這將陰離子交換膜燃料電池的峰值功率密度提高到1.67?W?cm?2。具有明確配位結構的微晶可作為Co-N-C類似物用于其結構-性質關系研究。
Kai Sun et.al Co(CN)3 catalysts with well-defined coordination structure for the oxygen reduction reaction Nature Catalysis 2023
DOI: 10.1038/s41929-023-01047-7
https://doi.org/10.1038/s41929-023-01047-7