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：zainengyuancuihuayanjiuruhuorutudejintian

，ranliaodianchizuoweixinxingdelvsenengyuanzhuangzhidedaoleguangfandeguanzhu
，danyouyuqiyinjicuihuajifanyingdonglixueguochengjiaoweihuanman，qiezhongjianchanwuH₂O₂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