文献信息
文献名称：Charge-asymmetry Fe1Cu single-atom alloy catalyst for efficient oxygen reduction reaction
发表时间：2024年3月21日
所属期刊：Nano Research
原文链接：https://doi.org/10.1007/s12274-023-6317-3
DOI：10.1007/s12274-023-6317-3
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本文报道了一种基于Fe-Cu双位点的单原子合金（SAA）催化剂，该催化剂负载于氮掺杂的碳纳米片（Fe1Cu SAA/NC），并用于氧还原反应（ORR）。研究发现，Fe和Cu之间的电荷不对称性促进了ORR中间体的吸附，从而提高了催化活性。Fe1Cu SAA/NC在0.917 V（相对于可逆氢电极，RHE）处展现出优异的半波电位，并在5000次循环测试后仅表现出5 mV的电位下降，显示出卓越的电化学稳定性。这项工作为开发高活性、非贵金属的ORR电催化剂提供了新策略，对金属-空气电池的实际应用具有重要意义。
结果与讨论
1.电荷不对称单原子合金（SAA）催化剂的构建：
成功构建了Fe1Cu SAA/NC催化剂，其中Fe和Cu的双活性位点被氮掺杂的碳纳米片所支持。
2.电子相互作用的表征：
通过多种表征技术证实了Fe和Cu之间存在电子相互作用，这种相互作用对于ORR中间体的吸附和活化至关重要。
3.氧还原反应（ORR）性能：
Fe1Cu SAA/NC展现出优异的ORR性能，具有0.917 V的高半波电位，相较于可逆氢电极（RHE）显示出比文献中其他材料更优的性能。
4.催化剂的稳定性：
在经过5000次循环伏安测试后，Fe1Cu SAA/NC的半波电位仅下降了5 mV，表明了其出色的电化学稳定性。
5.电荷不对称性对催化性能的影响：
讨论了电荷不对称性如何通过调节电子结构来优化ORR中间体的吸附能，从而提高催化活性
附图
Fig.1 Fe1Cu SAA/NC制备方案图示
Fig. 2 Fe1Cu SAA/NC的形态学特征 a)TEM b)HRTEM c)HAADF-STEM d)EDS
Fig. 3 Fe1Cu SAA/NC的化学特征和局部配位环境
Fig. 4 Fe1Cu SAA/NC的ORR电化学性能
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