非平面Fe-N₄单原子催化剂

高载量高活性

通过内源分子能量释放冲击波策略合成,实现铁原子超高负载且原子级分散,并形成非平面Fe-N₄位点,显著优化氧还原动力学,同时构建多级孔结构保证传质。

Li, Shuting · 76727354 · Anzhe, Liu · Li, Ruidong · Shaobo, Jia · Yaoxing, Ma · 夏正强 · 谢钢 · 杨奇 · 胡军 · 李安阳 · 陈三平

Applied Catalysis B: Environmental 2027

参数信息

Fe载量
6.59 wt%
半波电位
0.91 V
活性位点密度
3.62 × 10²⁰ sites g⁻¹
锌空电池循环寿命
2300 h

技术优势

载量高且仍然原子级分散

冲击波在金属原子团聚前将其动能捕获,实现6.59 wt%超高载量且原子级分散,解决了载量与分散的矛盾。

活性超过商业铂碳

非平面Fe-N₄位点优化了d带中心和氧吸附能,半波电位比Pt/C高50 mV。

传质不受限

冲击波构建多级孔结构,活性位点密度高达3.62 × 10²⁰ sites g⁻¹,保证高载量下仍能有效利用。

电池寿命创纪录

锌空电池循环寿命超过2300小时,远超常规Fe-N-C催化剂,适合长时间运行。

应用场景