Angew. Chem.:弯曲Fe-N4位点的介孔/微孔单原子催化剂提高氧还原反应活性

学术   2024-10-10 09:25   北京  

一、研究背景

Zeolitic-imidazolate frameworks(ZIFs)是一种高效的原子分散Fe-N/C材料前驱体,对于提升锌空气电池(ZABs)和质子交换燃料电池(PEMFCs)的性能具有重要意义。然而,现有的ZIF衍生的Fe-N/C电催化剂大多为微孔材料,导致质量传输不足,电池性能不尽如人意。

二、研究亮点

1. 成功合成具有弯曲Fe-N4活性位点的Meso/Microporous单原子催化剂(FeSA-N/TC)。

2. 通过密度泛函理论计算,证实弯曲Fe-N4活性位点能够减弱中间吸附,降低自由能垒,从而提高ORR性能。

3. FeSA-N/TC在碱性介质和酸性介质中表现出优异的ORR性能,半波电位分别为0.925 V和0.825 V。

4. 在PEMFCs和ZABs中作为阴极催化剂,FeSA-N/TC实现了较高的峰值功率密度,具备实际应用前景。

作者简介:

Dong Feng是昆明理工大学化学工程学院的讲师,1990年出生,获工学博士学位。他的研究涉及功能高分子材料和锂离子电池新能源材料。在学术期刊上发表了多篇论文,并获得了多项荣誉和专利。

Minhua Shao教授是香港科技大学能源工程与环境讲座教授、化学与生物工程系讲座教授,兼能源研究所所长。曾在美国UTC Power和福特汽车公司从事燃料电池和锂电池研究,是UTC Power技术院士。他的研究涉及电催化和能源转换存储材料,是香港青年科学院创始成员。

Jin-Cheng Li是昆明理工大学化学工程学院的副教授,专注于新能源材料研究,包括纳米碳材料和单原子催化等。他在燃料电池和金属-空气电池领域有深入研究和多项学术论文发表。

查阅原文:

Ying Yu, Yian Wang, Fei Yang, Dong Feng, Mingyang Yang, Peng-Fei Xie, Yuanzhi Zhu, Minhua Shao, Yi Mei, Jin-Cheng Li,Angew.Chem.Int.Ed.2024,e202415691. https://doi.org/10.1002/anie.202415691

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