Fe-N₄O₁/MnO₂团簇共催化ORR催化剂

Zn-空气电池超越商业Pt/C

双配体策略在原子尺度上协同调控电荷，使活性位点与助催化剂团簇互相增强，打破氧还原的能垒瓶颈。

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

Journal of Energy Chemistry 2025

具体参数

半波电位 (E₁/₂)

{'zh': '0.90', 'en': '0.90'} V

Zn-空气电池放电功率密度

{'zh': '201', 'en': '201'} mW cm⁻²

技术优势

决速步能垒更低

轴向氧配位改变了FeN₄O₁位点上的反应决速步，同时MnO₂亚纳米团簇进一步降低了反应中间体的吸附能垒。

超越商业Pt/C

在Zn-空气电池中，放电功率密度达到201 mW cm⁻²，远高于商业Pt/C+RuO₂。

应用场景

• 燃料电池催化剂：取代Pt基催化剂，降低燃料电池阴极成本并保持高活性。
• Zn-空气电池阴极：直接用作空气阴极，实现更高功率密度的Zn-空气电池。
• 氧还原电催化：提供高效四电子ORR路径，减少过电位。
• 非贵金属电催化剂：以Fe和Mn替代铂族金属，实现低成本高性能电催化。