人們對開發催化劑以實現高性能水性鋅碘電池 (AZIB) 的可逆碘轉化反應的興趣日益濃厚。雖然雙原子催化劑 (DAC) 因其促進協同電荷相互作用的能力而在各種催化反應中表現出優異的性能，但它們在 AZIB 中的應用仍未被探索。
在此，東北大學Yu Song首次提出了一種由錨定在氮摻雜碳基質 (MnZn-NC) 上的 Mn-Zn 雙原子組成的 DAC，用于碘負載，從而得到一種高性能 AZIB，在 1 A g-1 時容量為 224 mAh g-1，在 320,000 次循環中具有出色的循環穩定性。
文章要點
1） 通過自旋交換機制刺激沿 Mn-N-Zn 橋的電子跳躍。該過程拓寬了 Mn 3dxy 譜帶寬度并增強了催化劑的金屬特性，從而促進了催化劑和反應中間體之間的電荷轉移。
2）Zn d 軌道內電子占有率的增加提高了 Zn 的 d 帶中心，從而增強了 MnZn-NC 和 I 基物種之間的化學相互作用。此外，機制研究表明了對其他具有自旋極化原子的金屬-Zn-NC DAC 的潛在適用性。
研究工作闡明了對雙原子催化劑的清晰機制理解，并為 AZIB 的催化劑設計提供了新的見解。
參考文獻
Peng Hei, et al, Diatomic Catalysts for Aqueous Zinc-Iodine Batteries: Mechanistic Insights and Design Strategies, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202410848
DOI: 10.1002/anie.202410848
https://doi.org/10.1002/anie.202410848
