


聊城大學李海波教授團隊在氧電催化反應研究領域取得新成果
近日,化學化工學院李海波教授團隊在《先進能源材料》(Advanced Energy Materials,中科院1區Top期刊,影響因子24.4)發表了題為《單原子鈷與遠程鐵物種協同促進氧電催化》(“Single-Atom Co Meets Remote Fe for a Synergistic Boost in Oxygen Electrocatalysis”)的研究論文,揭示了原子級分散的Co原子與遠程的Fe金屬納米顆粒協同作用,可以高效驅動電催化氧還原和氧析出反應。
李海波教授團隊在《先進能源材料》發表的最新研究中,創新性地提出了金屬—載體配位選擇性合成策略,成功構建了單原子Co與Fe4N納米顆粒協同催化體系。該體系通過精準調控納米顆粒與單原子間的遠程電子耦合,實現了金屬納米顆粒對單原子活性位點的長程協同調控。電化學測試表明,該催化劑在堿性介質中展現出優異的雙功能催化性能:氧還原反應半波電位達0.93 V(vs. RHE),氧析出反應過電位僅為298 mV(@20 mA cm?2)。基于該催化劑組裝的鋅空氣電池展現出超長循環穩定性,在連續充放電900次后容量保持率高達99%,顯著優于商用Pt/C催化劑。理論計算揭示了獨特的協同作用機制:Fe4N納米顆粒通過長程電子效應重構CoN4活性位點的d軌道電子分布,優化了中間體OH*的吸附能,從而同時提升氧還原/析出反應動力學。該研究突破了傳統單原子催化劑設計的局限性,為構建具有原子級精準調控的多尺度催化體系提供了新范式,對開發下一代高能量密度金屬空氣電池具有重要指導意義。
聊城大學李宗閣為第一作者,聊城大學李海波、孟凡鵬和阿德萊德大學張華陽為共同通訊作者,聊城大學為第一署名單位。該研究工作得到國家自然科學基金項目,山東省自然科學基金項目、山東省青年科技人才托舉工程、聊城大學科研啟動基金、德國洪堡學者基金和澳大利亞研究理事會研發項目的支持。
(審核 化學化工學院)
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