氧還原反應(yīng)和產(chǎn)氧反應(yīng)是電化學(xué)能量轉(zhuǎn)化技術(shù)的兩個關(guān)鍵反應(yīng)。合成具有高活性和高穩(wěn)定性的非貴金屬、碳基催化劑是氧催化劑的關(guān)鍵。
有鑒于此，東北石油大學(xué)李智君教授、南京師范大學(xué)王彧教授、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)王超教授等報道合成了在多孔且含有缺陷的摻氮碳載體上修飾原子分散Fe電催化劑（Fe1/NCP），解決這個難題。
本文要點
（1）
將P原子修飾在Fe原子的第二配位球，將Fe單原子催化劑實現(xiàn)了前所未有的堿性電催化活性和持久性。在金屬原子位點相鄰修飾P雜原子和缺陷結(jié)構(gòu)（FeN4P1-OH）能夠打破電子分布的局部對稱性，因此對氧中間體產(chǎn)生合適的結(jié)合強度。
（2）
原位表征和理論計算研究結(jié)果顯示，P雜原子和缺陷位點協(xié)同作用導(dǎo)致優(yōu)異的雙功能催化活性和穩(wěn)定性。Fe1/NCP催化劑的這些優(yōu)勢使得，構(gòu)筑Zn-空氣電池達到263.8 mW cm-2的峰值功率密度，0.65 V電壓。這些研究結(jié)果說明催化劑的設(shè)計策略對于獲得高性能電催化劑的重要性。
參考文獻
Siqi Ji, Yimin Mou, Hongxue Liu, Xue Lu, Yuqi Zhang, Chunmin Guo, Kaizhan Sun, Dong Liu, Joseph Hugh Horton, Chao Wang, Yu Wang, Zhijun Li, Manipulating the Electronic Properties of an Fe Single Atom Catalyst via Secondary Coordination Sphere Engineering to Provide Enhanced Oxygen Electrocatalytic Activity in Zinc-Air Batteries, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202410121
