双氮掺杂PtCu催化剂

ORR半波电位0.957 V

双氮掺杂策略同时强化金属-载体相互作用并优化孔结构，实现远超商业Pt/C的氧电催化稳定性与锌空电池长循环。

Hua, Yang · Jun, Gan · 方东 · Jian, Liu · Liu, Feng · 木士春

Materials Today 2026

具体参数

ORR 半波电位

{'zh': '0.957', 'en': '0.957'} V

ORR 活性保持率

{'zh': '99', 'en': '99'} %

OER 过电位

{'zh': '316', 'en': '316'} mV

锌空电池峰值功率密度

{'zh': '166.2', 'en': '166.2'} mW cm⁻²

锌空电池稳定运行时间

{'zh': '200', 'en': '200'} h

技术优势

半波电位超商业铂碳

双氮掺杂强化了电子耦合，优化了反应中间体的吸附，使 ORR 半波电位达到 0.957 V，远高于商业 Pt/C。

循环两万圈不掉活性

强化的金属-载体相互作用稳定了活性位点，20000 圈循环后 ORR 活性保持 99%，远超商业 Pt/C 的稳定性。

OER 过电位低

PtCu 合金与双氮掺杂载体间的强耦合优化了 OER 中间体吸附，10 mA cm⁻² 下过电位仅为 316 mV。

锌空电池长跑 200 小时

优化的孔结构与传质动力学使锌空电池在 166.2 mW cm⁻² 峰值功率密度下保持稳定运行超过 200 小时。

应用场景

• 锌空电池：可直接用作空气阴极，实现 166.2 mW cm⁻² 峰值功率密度和 200 h 以上稳定运行。
• 燃料电池催化剂：提供优异的 ORR 活性和稳定性，替代易衰减的商业 Pt/C 催化剂。
• 双功能氧电催化：单一催化剂同时驱动 ORR 和 OER，0.957 V 半波电位和 316 mV 过电位。
• 金属空气电池：作为空气阴极催化剂，提升金属空气电池的功率密度与循环寿命。