改良配位环境,双赢!Angew发表哈尔滨工业大学/苏州大学/内蒙古大学最新电化学科研进展!

文摘   2024-11-17 09:30   上海  

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论文拟解决的关键挑战:

碳中嵌入氮配位金属的双原子催化剂能够催化可充电锌-空气电池(ZABs)中的氧还原与析氧反应(ORR/OER),但其受吸收演化机制(AEM)中中间结合能的线性标度关系限制。触发晶格氧机制(LOM)有望克服这一挑战,但由于金属中心的刚性配位环境中缺乏桥氧(O),因此尚未得到验证。

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图文简介:

针对上述挑战,哈尔滨工业大学的宋波教授、徐平教授、韩杰才教授、Jinzhen Huang博士、苏州大学的钟俊教授和内蒙古大学的赵忠龙教授等人在Angewandte Chemie International Edition发表论文,该团队证明了适当定制的FeCo-N-C双原子催化剂(精确剪裁C-N键)可以进行面外和面内重构,在金属中心形成轴向O和桥向O,促进OER过程中金属位点的额外面内氧重构,从而以较低的能垒触发LOM途径,打破了AEM途径的线性标度关系。

具有较短Fe-N键的定制化FeCo-N-C催化剂也有利于ORR过程,因此是一种有前途的双原子氧催化剂。

使用定制的催化剂组装的可充电ZABs的峰值功率密度为332 mW cm−2,在连续循环约720 h后没有明显下降,超过了大多数非贵金属催化剂和Pt/C+RuO2

本研究通过调节双原子氮掺杂碳催化剂的配位环境,为实现高效的能量储存和转化提供了新的设计策略。

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