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中科院山西煤炭研究所&清华大学Sci Adv：碱金属导向合成CoN4位点Co-N-C催化剂

纳米技术
2025-02-28


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M-N-C催化剂的MNx位点能够产生具有前景的电催化活性，但是如何选择性的合成设计具有特定配位环境的MNx位点仍然是个巨大挑战。

有鉴于此，中国科学院山西煤炭化学研究所Xi Yin、丁瑞敏副研究员、Lifang Chen、清华大学甘霖副研究员等报道通过牺牲碱金属（AM=Li, Na, K）形成金属空位-Nx碳（AM-MVNx-C）模板，在溶液相反应过程，在Co-N-C催化剂形成CoN4位点。

本文要点：

（1）

基于MNx位点的M嵌入能作为形成MNx位点的概率权重函数，并且预测碱金属有助于产生MVN4位点。

（2）

通过Co2+离子与AM-MVNx-C模板配位，合成了CoN4位点的Co-N-C催化剂，这个催化剂在阴离子交换膜燃料电池中表现优异的ORR性能。

这项研究结果表明统计热力学（statistical thermodynamics）对于研究形成MNx位点的重要性，为理性设计结构确定MNx位点M-N-C电催化剂提供可能。

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参考文献

Mengxue Huang, Xuya Zhu, Wenwen Shi, Qianqian Qin, Jie Yang, Shanshan Liu, Lifang Chen, Ruimin Ding, Lin Gan, Xi Yin, Manipulating the coordination dice: Alkali metals directed synthesis of Co-N-C catalysts with CoN4 sites, Sci. Adv. 2025 11, eads6658

DOI: 10.1126/sciadv.ads6658

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads6658




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