核壳Fe₃C@FeMn-N₆氧还原催化剂

中自旋态激活接力催化

不同于常规双位点催化剂，通过Fe₃C核产生壳层应变将Fe自旋态调至中自旋，优化了异核FeMn-N₆位点上的吸附能。

Shi, Chaoyang · Zhu, Enze · Danyang, Wei · Guangtao, Luo · Haodong, Jin · Linxiang, Zhou · Haoqi, Li · Xikun, Yang · 徐明丽

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

锌空电池峰值功率密度

{'zh': '180.1', 'en': '180.1'} mW cm⁻²

技术优势

功率超越商业Pt/C

锌空电池峰值功率密度达180.1 mW cm⁻²，比商业Pt/C高出50%，源自中自旋FeMn-N₆位点对含氧中间体吸附能的优化。

应变可控调自旋

Fe₃C核产生的壳层应变将Fe自旋态从低自旋调至中自旋，这一机制无需外加场或复杂后处理，简化了电子结构调控。

应用场景

• 锌空气电池：作为阴极催化剂，替代贵金属Pt/C，提升功率密度。
• 氧还原催化剂：通过自旋态调控优化氧还原活性位点，替代贵金属催化剂。
• 单原子催化剂：以异核双原子位点协同作用突破单原子本征活性限制。
• 金属空气电池：作为高效非贵金属阴极催化剂，提升金属空气电池整体性能。