轴向氮配体铁单原子催化剂

半波电位媲美铂基

通过轴向氮配体调节铁位点的d轨道自旋极化，优化对氧还原中间体的吸附能，从而提升本征活性与稳定性，锌空气电池性能超越Pt/C基准。

Lizhang, Chen · Wang, Xuan · Lu, Tingyu · Pang Huan · 张松涛 · 徐林 · 杨改秀 · Zhou, Qixing · 唐亚文

Applied Catalysis B: Environmental 2025

具体参数

半波电位 (ORR)

0.87 V

技术优势

半波电位媲美铂基

轴向氮配体导致局部对称性变形和 d 带中心下移，优化了 ORR 中间体吸附能并降低反应能垒，使半波电位在 KOH 中达到 0.87 V。

锌空电池超越商业铂碳

组装的液态和柔性全固态锌空气电池在放电性能上优于商业 Pt/C||RuO2 基准体系，证明其在实际器件中的竞争力。

稳定性更优

催化剂在 KOH 电解液中表现出卓越的长期耐久性，源于轴向配位结构稳定了 Fe 活性位点。

应用场景

• 氧还原电催化剂：替代铂基催化剂用于氧还原反应，降低成本并提升碱性介质中的活性和稳定性。
• 锌空气电池：作为空气阴极催化剂，使锌空气电池性能超越 Pt/C||RuO2 基准，适用于柔性和固态器件。
• 单原子催化剂：提供轴向配体调控 d 轨道自旋极化的新策略，为单原子催化剂活性优化开辟路径。
• 可再生燃料电池：作为非铂 ORR 催化剂，推动燃料电池降本并维持高活性和耐久性。