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西安交大谭强团队 Small: 杂原子配位调节高效氧还原性能的铁单原子催化剂在水系锌-空气电池中的应用

时间：2022-12-30 来源：浏览：

西安交大谭强团队 Small: 杂原子配位调节高效氧还原性能的铁单原子催化剂在水系锌-空气电池中的应用

原创化学与材料科学化学与材料科学

化学与材料科学

微信号 Chem-MSE

功能介绍聚集海内外化学化工、材料科学与工程、生物医学工程领域最新科学前沿动态，与相关机构共同合作，发布实用科研成果，结合政策、资本、商业模式、市场和需求、价值评估等诸要素，构建其科技产业化协同创新平台，服务国家管理机构、科研工作者、企业决策层。

收录于合集

#杂原子配位 2 个

#单原子催化剂 18 个

#氧还原反应 11 个

#Fe-N3/S-C 2 个

#水系锌-空气电池 2 个

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M-N-C 催化剂由于原子利用率高并且电催化性能优异，被认为是氧还原反应 (ORR) 催化剂中最有前景的铂催化剂替代品。然而， M-N-C 催化剂的电催化性能仍然受限于其固有活性较低和活性位点密度低。

西安交通大学柳永宁教授课题组谭强副教授团队在《 Small 》期刊上发表了题为 “ Heteroatom Coordination Regulates Iron Single-Atom-Catalyst with Superior Oxygen Reduction Reaction Performance for Aqueous Zn-Air Battery ” 的文章。在该工作中，通过调控活性位点的配位环境和增大催化剂的孔结构的策略来提高 M-N-C 催化剂电催化性能。配位环境和孔结构精细调控的 Fe-N-C 催化剂在碱性介质中表现出优于商业 Pt/C 和其他同类催化剂的 ORR 性能和耐久性能。在球差电镜、同步辐射等物理表征手段和 DFT 理论探究下，确定了 S 修饰 Fe-N _x 形成的 Fe-N ₃ /S-C 是 ORR 高效催化的活性中心。以 Fe-N/S-C 为空气阴极组装的水系锌空气电池，可以达到 315.4 mW cm ^-2 的超高功率密度且在 20 mA cm ^-2 可长期稳定放电。这项工作为设计原子级别分散的催化剂开辟了新的视角。