通过顺序超声雾化和热解法规模化制备高效单原子铁氮碳电催化剂

• 作者: 马炬刚 王利光 邓意达 张伟伟 吴天品 宋玉军
• 来源期刊: 中国科学:材料科学(英文版)
• 学科: 化学
• 关键词: 单原子催化剂 活性中心 超声雾化 PT/C催化剂 锌空气电池 电催化剂 燃料电池 阴极催化剂
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 页码范围: 631-641
• 页数: 11页
• 分类号: O64

摘要

燃料电池中氧还原反应(ORR)目前面临的主要挑战是如何大规模生产高效、耐用、廉价的单原子催化剂.针对这个问题,我们开发了一种通用的策略,即利用简单的超声雾化耦合热解和煅烧过程来大规模合成单原子FeNC催化剂(FeNC SACs).通过微观结构表征发现,活性中心位于与四吡啶N原子螯合的单原子Fe位点.具有特定可识别的、不同价态的Fe活性位点促进了电子的转移,使FeNC SACs具有良好的电化学ORR活性.FeNC SACs被用作自制的锌空气电池阴极催化剂时,其开路电压为1.43 V,远高于商业Pt/C催化剂.本研究为大规模合成单原子催化剂提供了一种简单有效的方法.