AEM：Cu纳米团簇加速Fe-N-C上氧还原的速率决定步骤

NavyLIu

2024-01-26

将原子-纳米团簇相互作用引入Fe─N─C单原子催化剂（Fe-SAC）是一种提高氧还原反应（ORR）活性的有效策略。在此，北京化工大学Zhang Tianyu、Liu Junfeng将Cu纳米团簇掺入Fe-SAC中，以显著增强其ORR性能，并研究其潜在机制。

本文要点：

1) 速率决定步骤（RDS）研究表明，Cu纳米团簇的存在不会改变Fe-N-C上ORR的RDS，但优化了Fe-N-C的电子构型，并显著促进RDS。在HClO₄、PBS和KOH电解质中，Fe单原子和Cu纳米团簇之间的协同效应分别使半波电势提高了45、90和18mV。

2) 此外，作者发现该催化剂在H₂/O₂燃料电池、中性锌空气电池和碱性锌空气电池中具有优异的最大功率密度，分别为971.4、94.9和234.7 mW cm⁻²。

参考文献：

Chen Liang et.al Cu Nanoclusters Accelerate the Rate-Determining Step of Oxygen Reduction on Fe─N─C in All pH Range Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202303935

https://doi.org/10.1002/aenm.202303935