长春应化所金属氮碳氧还原催化剂的研究进展

• 作者: 刘杰 刘长鹏 徐明俊 葛君杰 邢巍
• 来源期刊: 电化学
• 学科: 化学
• 关键词: 氧还原反应 金属氮碳催化剂 活性位点 原子分散 燃料电池
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 电化学获奖人优秀论文专辑
• 页码范围: 464-473
• 页数: 10页
• 分类号: O646
• 语种: 中文
• DOI: 10.13208/j.electrochem.200444

摘要

氧还原反应是燃料电池的核心,开发高性能催化剂一直是燃料电池技术面临的严峻挑战.近年来,热解M-N-C催化剂的发展和以金属有机骨架材料为前驱体的运用让非贵金属氧还原催化剂的性能大幅度提升,但催化活性位点、反应机理等方面仍不甚清晰,需要分子水平上进一步的研究.在这里,作者总结了本课题组近些年来在氧还原方向上的研究成果,首先是对催化剂活性位点进行的相关探索,提出了新的活性位点结构,为开发新型催化剂提供了帮助,并对金属氮碳催化剂进行了细致的微观调控,探讨了最佳的合成方法;其次开发了高效的双原子Co2N5催化剂,并在理论计算的指导下合成出了更为高效的FeCo双原子催化剂,具备了替代铂基催化剂的性能;最后针对芬顿反应引发的稳定性问题而开发的低芬顿反应活性的单原子Cr和单原子Ru催化剂,表现出了较高的活性和稳定性,为解决催化剂实际应用问题开辟了新的研究思路与方向.作者相信,通过对催化剂活性位点的不断认知和对新型催化剂的不断开发,终会让非贵金属催化的商业化应用成为现实.