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研究概述

電催化劑在氧還原反應(yīng)（ORR）和析氧反應(yīng)（OER）中的雙功能活性不足是可充電金屬-空氣電池應(yīng)用的主要障礙。

主要原因是ORR和OER相互制約，涉及相同的含氧中間體，表明了吸附能的比例限制。

基于此，2024年11月19日，中國科學(xué)院大學(xué)張?zhí)烊恢斫淌?劉向峰教授、南京航空航天大學(xué)彭生杰教授在國際期刊Advanced Materials發(fā)表題為《Breaking the Mutual-Constraint of Bifunctional Oxygen Electrocatalysis via Direct O─O Coupling on High-Valence Ir Single-Atom on MnO_x》的研究論文。

在此，研究人員報(bào)道了一種錨定在氧化錳（MnO_x）上的高價(jià)銥單原子（Ir_SA）雙功能催化劑（Ir_SA-MnO_x），該催化劑在ORR和OER中顯示出獨(dú)立的路徑，即ORR的高價(jià)銥位點(diǎn)上相關(guān)的4e^–路徑，以及OER的新型化學(xué)活化協(xié)同機(jī)制，其中一種獨(dú)特的自發(fā)化學(xué)活化過程觸發(fā)了直接的O-O耦合。

因此，Ir_SA-MnO_x具有優(yōu)異的雙功能活性，在堿性溶液中，10 mA cm^-2的OER電位與ORR半波電位之間的電位差極低（0.635 V）。

本工作打破了比例限制，并為設(shè)計(jì)高效多功能的電催化劑提供了新途徑。

圖文解讀

圖1：Ir_SA-MnO_X的合成與表征

圖2：原位和非原位XAFS和拉曼光譜測(cè)量

圖3：Ir_SA-MnO_x雙功能電催化劑的可充電鋅-空氣電池性能

文獻(xiàn)信息

Breaking the Mutual-Constraint of Bifunctional Oxygen Electrocatalysis via Direct O-O Coupling on High-Valence Ir Single-Atom on MnO_x,?Advanced Materials,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/11/21/64a3963e1a/

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