基於鋅單原子的PEMFC高效ORR電催化劑研究獲進展

據中科院上海矽酸鹽研究所新聞報道：在(zai)能(neng)源(yuan)催(cui)化(hua)研(yan)究(jiu)如(ru)火(huo)如(ru)荼(tu)的(de)今(jin)天(tian)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)作(zuo)為(wei)新(xin)型(xing)的(de)綠(lv)色(se)能(neng)源(yuan)裝(zhuang)置(zhi)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)關(guan)注(zhu)，但(dan)由(you)於(yu)其(qi)陰(yin)極(ji)催(cui)化(hua)劑(ji)反(fan)應(ying)動(dong)力(li)學(xue)過(guo)程(cheng)較(jiao)為(wei)緩(huan)慢(man)，且(qie)中(zhong)間(jian)產(chan)物(wu)H₂O₂阻礙了陰極催化劑的催化效率。就目前而言，最主要的陰極催化劑還是商業碳載鉑，但是由於其Pt基催化劑價格昂貴，穩定性差，且易發生CO中毒
，所以急需開發價格低廉的非鉑基燃料電池陰極催化劑。

近jin日ri
，中zhong國guo科ke學xue院yuan長chang春chun應ying用yong化hua學xue研yan究jiu所suo徐xu維wei林lin課ke題ti組zu和he中zhong國guo科ke學xue院yuan上shang海hai應ying用yong物wu理li研yan究jiu所suo薑jiang政zheng課ke題ti組zu以yi及ji中zhong國guo科ke學xue院yuan物wu理li所suo穀gu林lin課ke題ti組zu合he作zuo，基ji於yu廉lian價jia的de炭tan黑hei和he鋅xin前qian驅qu體ti
，製zhi備bei了le廉lian價jia的de鋅xin基ji氧yang還hai原yuan電dian催cui化hua劑ji，該gai催cui化hua劑ji展zhan現xian出chu可ke以yi與yu商shang業ye碳tan載zai鉑bo相xiang媲pi美mei的de氧yang還hai原yuan性xing能neng，並bing具ju有you良liang好hao的de穩wen定ding性xing。高gao精jing度du的de掃sao描miao透tou射she電dian鏡jingHRTEM和高角環形暗場掃描隧道顯微鏡HAADF-STEM證實該鋅基催化劑中的鋅是以單原子形式存在
，而擴展的X-射線吸收近邊譜EXAFS表征手段證實單原子鋅的存在方式為Zn-N₄，理論計算進一步證實該高效的催化活性來源於Zn-N₄活性結構，其活性高於其他氮摻雜結構的活性。通過研究該類單原子鋅基催化劑的反應機理，發現O原子中間體的吸附是該反應中的決速步驟。

該項研究成果發表在了近期Advanced Functional Materialszazhishang。zheshishoucibaodaogaoxingnengdanyuanzixinjiyanghaiyuandiancuihuaji，weimuqianxunzhaolianjiagaoxiaoderanliaodianchiyinjidiancuihuajitigongyitiaoxindetujinghesilu。wenzhangDOI: 10.1002/adfm.201700802