杂原子锚定Fe-Mn双原子催化剂

−40 °C 仍可充放电

通过N、S共配位构筑多种单/双原子活性位点，实现双功能催化，在碱性介质中超越Pt/C和RuO₂。

He, Yuting · Hongtao, Li · Wang, Yi · Yufei, Jia · 柳永宁 · 谭强

Journal of Energy Chemistry 2024

具体参数

半波电位 (ORR)

{'zh': '0.924', 'en': '0.924'} V

析氧电位 (OER)

{'zh': '1.617', 'en': '1.617'} V

技术优势

超越 Pt/C 和 RuO₂

在碱性介质中，FeMn-N/S-C-1000 的半波电位（0.924 V）和析氧电位（1.617 V）分别超越了常规 Pt/C 和 RuO₂ 催化剂。

−40 °C 下稳定运行

基于该催化剂的柔性锌空气电池在 −40 °C 的极低温下仍表现出优异的放电性能和非凡的耐久性。

活性位点更多样

N 和 S 与 Fe、Mn 共配位形成多种单原子和双原子位点，亚硝酸盐中毒实验证明其活性位点数量高于普通单原子催化剂。

非贵金属、低材料成本

以 Fe、Mn 非贵金属替代 Pt/Ru，同时实现双功能催化，大幅降低贵金属依赖。

应用场景

• 锌空气电池：替代锌空气电池中贵金属 Pt/C 和 RuO₂ 空气阴极，降低成本并提升双功能催化性能。
• 低温电催化：在 −40 °C 极低温下实现锌空气电池的可逆充放电，拓展电催化应用场景。
• 双功能氧催化剂：单催化剂同时驱动 ORR 和 OER，简化器件设计并提高循环能效。