Janus双原子催化剂

双功能高效稳定

FeCo-N3O3@C催化剂具有Fe-N3和Co-O3不对称配位结构，在氧还原和析氧反应中均表现出高活性，优于传统Pt/C+RuO2组合。

Tang, Bing · 周亚男 · Ji, Qianqian · 庄泽超 · 张雷 · 王超 · 胡海波 · 王汇娟 · Mei, Bingbao · 宋飞 · Yang, Shuang · Weckhuysen, Bert M. · 谭浩 · 王定胜 · Yan W.

Nature Synthesis 2024

具体参数

氧还原半波电位

{'zh': '0.936', 'en': '0.936'} V

析氧反应电位

{'zh': '1.528', 'en': '1.528'} V

技术优势

双功能高效

Janus FeCo–N3O3 结构使催化剂同时具有高 ORR 半波电位和低 OER 过电位，可替代 Pt/C 和 RuO2 的组合。

锌空电池性能更优

在锌空电池中，该催化剂表现出优于 Pt/C+RuO2 基准空气阴极的性能，可直接用作空气阴极催化剂。

活性位点可调

Fe–N3 和 Co–O3 基团强耦合改变金属 d 轨道能级，优化氧中间体吸脱附，提高反应动力学。

应用场景

• 锌空电池：替代 Pt/C+RuO2 空气阴极，降低贵金属用量并提升电池性能。
• 电催化氧还原：提供高半波电位非贵金属催化剂，用于燃料电池等阴极反应。
• 电催化析氧：在低过电位下驱动析氧，适用于电解水制氢等阳极反应。
• 金属空气电池：作为空气阴极催化剂，提升金属空气电池的整体性能。