单层Ta₂Se电催化剂

催化活性超铂电极

利用基面外层Ta原子作为活性位点，实现高效四电子氧还原路径。

Wu, Hongbo · Meng, Weizhen · Ma, Fengxian · Jiao, Yalong

Materials Today Sustainability 2024

具体参数

极限电位

{'zh': '~0.9', 'en': '~0.9'} eV

技术优势

活性超越铂电极

在中等氧覆盖度下，单层Ta₂Se的极限电位达到0.9 eV，高于传统铂电极，表明其ORR催化能力更强。

基面全是活性位点

单层Ta₂Se的外层基底面Ta原子本身就是ORR活性位点，无需依赖边缘或缺陷，整个表面都能参与催化。

成本远低于贵金属

Ta₂Se由丰度较高的钽和硒组成，相比于铂，原料成本大幅降低，更适合规模化应用。

容易制备成单层

单层Ta₂Se剥离能低，意味着可以通过机械剥离等方法从块体中得到单层，实验合成可行性高。

应用场景

• 燃料电池催化剂：替代铂基阴极催化剂，降低燃料电池成本并维持高ORR活性。
• 氧还原催化剂：提供高活性、低成本的ORR催化方案，适用于各类电化学能量转换装置。
• 二维催化材料：利用二维材料高比表面积和裸露基面活性位点，突破传统催化剂活性位点密度限制。
• 金属空气电池：作为空气电极催化剂，加速氧还原反应，提升金属-空气电池的功率密度和循环寿命。