研究背景
氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)双功能电催化剂活性不足是阻碍可充电金属-空气电池应用的主要挑战。主要原因是ORR和OER机制相互约束,涉及相同的含氧中间体,导致吸附能标度限制。
本文要点
1. 报道了一种锚定在氧化锰上的高价Ir单原子双功能催化剂(IrSA-MnOx),表现出ORR和OER的独立通路,即高价Ir位点上ORR的4e-过程和OER的新型化学活化协同机制,其中一个自发化学活化过程触发直接O-O偶联。
2. IrSA-MnOx具有出色的双功能活性,在碱性溶液中,10 mA cm-2的OER电位和ORR半波电位之间的电位差(0.635 V)非常低。
图文内容
Figure 1. The synthesis and characterizations of IrSA-MnOx.
Figure 3. Electrochemical ORR and OER performances of IrSA-MnOx, comparing with the MnOx and 20 wt% Pt/C or IrO2 in 0.1 m KOH solution.
(图片来源:Adv. Mater.)
Figure 4. In situ and ex situ XAFS and Raman spectra measurements.
Figure 5. DFT theoretical models.
文献信息
Ziyi Yang, Shengjie Peng*, Xiangfeng Liu*, Tianran Zhang* et al. Breaking the Mutual-Constraint of Bifunctional Oxygen Electrocatalysis via Direct O─O Coupling on High-Valence Ir Single-Atom on MnOx. Adv. Mater. 2024.
DOI:10.1002/adma.202412950
https://doi.org/10.1002/adma.202412950
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