轴向配位铁-氮-碳电催化剂

通过改变铁活性中心的轴向配体，调节催化中间体的吸附强度，从而优化析氢和氧氧化还原反应的双功能催化活性。

周亚男 · Sheng, Li · Chen, Lanlan · 张文华 · 杨金龙

Chinese Chemical Letters 2025

技术优势

轴向配体可调

不同的轴向配体可以改变铁中心的电荷，从而调节反应中间体与催化剂之间的相互作用强度。

双功能催化

FeN₄-SH@COF 和 FeN₄-OH@COF 能同时高效催化析氢和析氧，FeN₄-OH@COF 和 FeN₄-I@COF 可同时用于析氧和氧还原。

稳定性良好

所有催化剂都表现出良好的热力学和电化学稳定性，为实际应用提供了基础。

应用场景

• 电催化析氢：FeN₄-SH@COF 和 FeN₄-OH@COF 可高效催化析氢，降低电解水制氢的能耗。
• 水电解制氢：双功能 HER/OER 催化剂可简化电解槽设计，在同一电极上实现析氢和析氧。
• 燃料电池氧还原：FeN₄-OH@COF 和 FeN₄-I@COF 可作为燃料电池阴极氧还原催化剂，替代贵金属铂。
• 金属空气电池：OER/ORR 双功能催化剂可加速金属-空气电池的充放电过程，提高能量效率。