二维导电MOF电催化剂

双功能低过电位

通过调控过渡金属与N/O配位环境，实现析氧与氧还原反应的高效双功能催化。

周亚男 · Sheng, Li · Chen, Lanlan · 罗其全 · 赵文辉 · 张文华 · 杨金龙

Inorganic Chemistry Frontiers 2023

具体参数

析氧反应过电位

{'zh': '0.29', 'en': '0.29'} V

氧还原反应过电位

{'zh': '0.20', 'en': '0.20'} V

技术优势

找到最低过电位组合

CoN₃O₁-HTC 的 OER 过电位仅 0.29 V，RhN₂O₂-HTC 的 ORR 过电位仅 0.20 V，优于常规催化剂。

双功能催化可用

RhO₄-HTC、RhN₂O₂-HTC 和 CoN₁O₃-HTC 被预测为高效的 OER/ORR 双功能催化剂，可简化器件设计。

四电子路径高选择性

动力学模拟证实反应遵循四电子 ORR 路径，对 H₂O 的生成具有高活性和高选择性。

应用场景

• 金属空气电池：作为双功能催化剂，可同时催化充电时的 OER 和放电时的 ORR，提高电池效率。
• 电催化：通过调控金属和配位环境，实现低过电位和高选择性，用于高效电催化。
• MOF催化剂：利用二维导电 MOF 的高比表面积和导电性，提供丰富的活性位点。
• 能量转换器件：Pt 基催化剂昂贵且稀缺，这些非贵金属 MOF 有望替代并降低成本。