高负载亚纳米钴簇

微秒级合成

通过石墨烯限定超快辐射加热，在微秒尺度下热解MOF前驱体，实现金属负载高达27.1 wt%的Co簇催化剂，其析氧反应活性媲美贵金属多组分催化剂，且因单一金属组分而便于回收与精炼。

韩闯 · 易骏 · Pang, Beibei · 王宁 · Li, Cheng · 姚涛 · Novoselov, Konstantin Sergeevich · Zhong-Qun, Tian

National Science Review 2023

具体参数

峰值温度

{'zh': '2000', 'en': '2000'} °C

金属负载

{'zh': '27.1', 'en': '27.1'} wt%

热解时间

{'zh': '1', 'en': '1'} µs

技术优势

高负载不团聚

石墨烯纳米反应器限制原子扩散，使亚纳米尺寸与高达27.1 wt%的负载兼得。

媲美贵金属活性

所得Co簇催化剂在OER中活性与多数现代多组分贵金属催化剂相当，但组分单一。

易于回收精炼

单一金属组分使催化剂回收和精炼更方便，有利于可持续应用。

应用场景

• 析氧反应电催化剂：替代贵金属催化剂，降低电解水阳极成本。
• 电解水制氢：提供高效、易回收的阳极催化剂。
• 金属空气电池：作为正极催化剂提升充放电效率。
• 锂氧电池阴极：催化氧还原/析出反应，降低过电位。