缺陷耦合Fe-N-C单原子催化剂

全pH高效氧还原

一种在二维缺陷氮掺杂碳上构建的不对称Fe单原子催化剂，通过缺陷诱导电子协同，实现了全pH范围内优异的氧还原活性和稳定性。

Ji, Siqi · Yuhao, Wang · Liu, Hongxue · Xue, Lu · Chunmin, Guo · Xin, Shixuan · Horton, J. Hugh · Zhan, Fei · 汪玉 · 李智君

Advanced Functional Materials 2024

具体参数

碱性半波电位

{'zh': '0.95', 'en': ''} V

酸性半波电位

{'zh': '0.82', 'en': ''} V

性半波电位

{'zh': '0.70', 'en': ''} V

技术优势

全pH高活性

通过缺陷诱导电子重组，同时平衡OOH*形成和OH*还原，使半波电位在碱性、酸性、中性下分别达到0.95、0.82、0.70 V。

耐久不衰减

在稳定性和甲醇耐受测试中观察到可忽略的性能衰减，表明催化剂在长期运行中保持稳定。

锌-空气电池功率密度高

使用Fe1/DNC的锌-空气电池实现了出色的峰值功率密度和长期运行耐久性。

应用场景

• 金属-空气电池：作为阴极催化剂提升锌-空气电池功率密度与耐久性。
• 燃料电池催化剂：在宽pH范围替代贵金属，降低燃料电池成本。
• 氧还原电催化：通过缺陷诱导电子调控实现高效ORR。