單原子金屬電催化氧還原研究獲進展

據中國科學院網站消息：電化學氧還原（ORR）反應在燃料電池、金屬-空氣電池等領域有著關鍵作用。尋找高活性、高性價比
、高利用率同時具有長壽命的非貴金屬ORR催化劑，以替代貴金屬Pt催化劑
，是該領域的熱點研究方向。雖然非貴金屬單原子催化劑具有高原子利用率
、高活性和選擇性，但其在合成或催化過程中容易聚集從而失去活性，通過簡單方法獲得穩定分散的單原子催化劑是急需克服的難題。

福建物構所單原子金屬催化劑高效電催化氧還原研究獲進展

近日，中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室曹榮、黃遠標團隊利用嗪基卟啉鐵作為單體，成功通過離子熱法
，一步合成獲得了固載在多孔卟啉基共價三嗪框架材料上的單原子Fe-N4催化劑。在球差電鏡下，未在該單原子催化劑中觀察到鐵納米顆粒，Fe原子呈現原子級別分布

；擴展X射線吸收精細結構(EXAFS)表明
，每個鐵原子周圍配位四個氮原子形成穩定的Fe-N4結構。因此，該單原子催化劑在酸、堿性條件下ORR活性優於市售鉑碳催化劑（20%Pt/C）

，同(tong)時(shi)具(ju)有(you)更(geng)高(gao)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)更(geng)好(hao)抗(kang)甲(jia)醇(chun)中(zhong)毒(du)能(neng)力(li)。該(gai)研(yan)究(jiu)為(wei)設(she)計(ji)合(he)成(cheng)高(gao)效(xiao)的(de)單(dan)原(yuan)子(zi)非(fei)貴(gui)金(jin)屬(shu)催(cui)化(hua)劑(ji)提(ti)供(gong)了(le)新(xin)思(si)路(lu)



，為(wei)發(fa)展(zhan)新(xin)高(gao)效(xiao)電(dian)催(cui)化(hua)劑(ji)提(ti)供(gong)了(le)重(zhong)要(yao)參(can)考(kao)。

相關研究成果發表在ACS Energy Letters上。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金委、中科院戰略性先導科技專項、中科院前沿科學重點研究項目等的資助。