Fe-N-C催化劑為燃料電池貴金屬催化劑替代帶來新的機(jī)遇，課題組于2021年3月19日在Nature Communications在線發(fā)表了相關(guān)最新研究工作。
具體為雙金屬原子分散的催化劑(Fe,Mn/N-C)，相鄰原子分散的Mn-N能有效激活FeIII位點(diǎn)，使FeIII在FeN4位點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)單個eg電子填充(t2g4eg1)，從而更加有利于電子進(jìn)入O的反鍵軌道上，實(shí)現(xiàn)O2的活化。磁化率測試與理論計(jì)算共同表明，相鄰原子分散的Mn-N可以通過自旋態(tài)轉(zhuǎn)變、電子調(diào)制激活FeIII位點(diǎn)，使得Fe,Mn/N-C在堿性和酸性介質(zhì)中均具有優(yōu)異的ORR活性與穩(wěn)定性。
近年來，張佳楠團(tuán)隊(duì)致力于研發(fā)雜原子摻雜的缺陷碳金屬復(fù)合催化材料，通過異原子的引入調(diào)控催化活性中心電子結(jié)構(gòu)，使其活性和穩(wěn)定性得到顯著提高，相關(guān)研究成果在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、ACS Nano、Adv. Sci. 等期刊上發(fā)表。該系列工作為構(gòu)建具有優(yōu)異ORR性能的金屬-氮-碳催化劑提供了便捷高效的策略和路徑。
該工作目前被web of science 收錄為高被引論文。