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結構為M-N₄結構的單原子催化劑具有優異的ORR電催化前景。但是通常結構對稱的M-N₄單原子位點電子的分布是對稱的，這種對稱的電子結構不利于中間體物種的吸附，因此阻礙單原子催化劑性能的提高。

有鑒于此，中國科學技術大學劉慶華、中南大學潘軍、湖南師范大學蘇徽等報道調節單原子催化劑的配位對稱性，構筑了打破電子分布對稱性的Cl-Co-N₄單原子催化劑，這種電子配位結構不對稱的Co單原子表現更好的ORR電催化活性。

本文要點

（1）

通過原位光譜表征說明對稱性打破的Cl-Co-N₄單原子催化劑能夠通過動態的結構變化轉變為Cl-Co-N₂，因此能夠調節Co 3d軌道電子填充，降低d能帶的電子填充都（d^5.8→d^5.28），因此有助于促進4電子ORR反應的發生。

（2）

通過調節Co單原子催化劑的配位結構，在ORR催化反應中的半波電位達到0.93 V，質量活性達到5480 A g_metal^-1。使用這種單原子Co催化劑作為陰極，構筑Zn-空氣電池表現優異的能量密度和穩定性。

參考文獻

Liu, M., Zhang, J., Su, H. et al. In situ modulating coordination fields of single-atom cobalt catalyst for enhanced oxygen reduction reaction. Nat Commun 15, 1675 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-45990-w

https://www.nature.com/articles/s41467-024-45990-w