高曲率缺陷碳电催化剂

曲率调控，活性倍增

通过调控碳缺陷位点的曲率来提升无金属碳催化剂的氧还原反应活性，为设计先进催化剂提供了新思路。

王新 · Han, Chao · Yun, Han · Run, Huang · Hai, Sun · Panjie, Guo · Xuan, Liu · Mengting, Huang · 陈鹰 · 吴和龙 · Yan, Xuecheng · Zhelin, Mao · Du, Aijun · 王磊

Small 2024

参数信息

动力学电流密度

22.5 mA cm⁻²

半波电位（碱性）

0.88 V

半波电位（酸性）

0.74 V

技术优势

活性提高18倍

高曲率缺陷碳在0.8 V（vs RHE）下的动力学电流密度是低曲率缺陷碳的约18倍，证明弯曲缺陷位点能显著促进氧还原反应动力学。

酸碱双优

进一步提高缺陷密度后，催化剂在碱性和酸性介质中均表现出优异的半波电位，优于大多数已报道的无金属碳催化剂。

应用场景

• 燃料电池催化剂：替代铂基催化剂，降低燃料电池成本并避免贵金属依赖。
• 金属空气电池催化剂：作为空气电极催化剂，提升金属空气电池的充放电效率。
• 氧还原电催化：通过曲率工程调控缺陷位点电子结构，加速氧还原反应动力学。
• 无金属催化：完全不含金属，避免金属溶解和成本问题，适用于绿色催化。