北京理工大学团队在三金属原子催化剂局域结构调控及电催化氧反应研究中取得进展
2024/03/21
623
北京理工大学材料学院研究团队与伊比利亚国际纳米技术实验室、清华大学团队合作，在非对称配位异质三金属单原子催化剂研究中取得重要进展。2024年2月，相关成果以“Asymmetrically coordinated ZnCoFe hetero-trimetallic atom catalyst enhances electrocatalytic oxygen reaction”为题在国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》（影响因子：32.5）上发表。北京理工大学陈文星老师、李煜璟老师、清华大学张亮教授和伊比利亚国际纳米技术实验室郭天琪老师为论文共同通讯作者。第一作者陈长利博士毕业于北理工材料学院，现就职于齐鲁工业大学。
异质三金属原子催化剂（TAC）由于其独特的活性位点结构而表现出优异的催化活性。首先，TAC的每种金属作为不同的吸附位点，避免了各种中间体之间的竞争性吸附，有利于优化催化路径。其次，异质三金属原子位点整合了各金属元素的电子性质，优化了活性位点周围的电荷分布，打破了活性位结构与中间体之间的吸附活性限制。然而，由于各金属原子的物理和化学性质不同，在单原子水平上合成TAC仍然是一个巨大的挑战。
为了解决这个问题，陈文星团队通过两步湿化学策略成功设计了一种新型的不对称配位异质三金属单原子催化剂。这种独特的后配位方法不仅可以维持N配位的Zn/Co/Fe原子位，还可以通过S配位的Fe原子来调节三元异质金属原子位点的不对称电子结构。
图1. 催化剂的形貌元素表征
图2. 催化剂的原子结构分析
优化的ZnCoFe-TAC/SNC电子结构具有更好的OER和ORR性能。在碱性介质中，基于ZnCoFe-TAC/SNC催化的OER和ORR电位差（?E = EOER, j=""10" – EORR,1/2）仅有0.676 V，显示出较好的双功能催化活性。此外，基于ZnCoFe-TAC/SNC组装的锌空电池的峰值功率密度为304 mW cm-2和比容量为760 mAh g-1。
图3. 催化剂的电催化活性和锌空电池性能
原位同步辐射表征结果表明，Co为主要活性位点，Fe为共催化位点。锌作为“电子调节剂”调节催化位点周围的电子结构。密度泛函理论（DFT）计算表明，三金属结构位点有效优化氧中间产物的吸脱附行为，进而提升催化活性。
图4. 原位同步辐射分析
图5. 催化剂的理论计算
该研究课题得到了国家自然科学基金（22375019）和北京理工大学科技创新计划创新人才科技资助专项的支持。
鏂囩珷鏉ユ簮北京理工大学锛屽垎浜彧涓哄鏈氦娴侊紝濡傛秹鍙婁镜鏉冮棶棰樿鑱旂郴鎴戜滑锛屾垜浠皢鍙婃椂淇敼鎴栧垹闄ゃ
-
2025骞11鏈堜紭璐ㄥ鏈細璁帹鑽 16
-
2025骞存満鍣ㄨ瑙夈佹櫤鑳芥垚鍍忎笌妯″紡璇 392
-
2025骞寸涓冨眾鎺у埗涓庢満鍣ㄤ汉鍥介檯浼氳 576
-
2025骞存櫤鑳藉厜瀛愬涓庡簲鐢ㄦ妧鏈浗闄呭 1529
-
2025骞存満姊板伐绋嬶紝鏂拌兘婧愪笌鐢垫皵鎶鏈 1790
-
2025骞磋绠楁満绉戝銆佸浘鍍忓垎鏋愪笌淇″彿 2065
-
2025骞存潗鏂欏寲瀛︿笌鐕冩枡鐢垫睜鎶鏈浗闄 1861
-
2025骞磋嚜鍔ㄥ寲鍓嶆部绯荤粺銆佹櫤鎱у煄甯備笌 10-23
-
2025骞翠俊鎭厜瀛︺侀仴鎰熸妧鏈笌鏈哄櫒瑙 10-23
-
2025骞存暟瀛椾汉鏂囥佹枃鍖栭仐浜т笌璇█瀛 10-23
-
2025骞寸缁忕瀛︺佺敓鐗╀俊鎭涓庢櫤鑳 10-23
-
2025骞磋瑷璁ょ煡銆佷汉宸ユ櫤鑳戒笌璁＄畻寤 10-23
-
2025骞寸ぞ浼氱瀛︺佸簲鐢ㄨ瑷瀛︿笌浜烘枃 10-23
-
2025骞翠紶缁熸満姊般佸姩鍔涘涓庢櫤鑳借澶 10-23
-
2025骞村浘鍍忓鐞嗐佺墿鐞嗗缓妯′笌缁撴瀯璁 10-23
2025骞寸鍥涘眾閫氫俊锛屼俊鎭郴缁熶笌鏁版嵁绉戝鍥介檯.
2025骞存暟鎹瀛︿笌鏅鸿兘绯荤粺鍥介檯浼氳(DSI.
绗洓灞婃暟鐞嗙粺璁′笌缁忔祹鍒嗘瀽鍥介檯瀛︽湳浼氳 (MS.
绗笁灞婁俊鎭寲鏁欒偛涓庝汉宸ユ櫤鑳藉浗闄呭鏈細璁紙IC.
绗簲灞婃娴嬫妧鏈笌鏅鸿兘绯荤粺鍥介檯瀛︽湳浼氳锛圖TI.
2025 骞寸浜屽眾浜氭床鏅鸿兘鐢电綉锛岀豢鑹茶兘婧愪笌搴.
绗簲灞婄幆澧冩薄鏌撲笌娌荤悊鍥介檯瀛︽湳浼氳 (ICEP.
2025骞寸鍥涘眾鍏堣繘鐨勭數鍔涚郴缁熷拰鑳芥簮宸ョ▼鍥介檯.
2025骞寸浜屽眾IEEE浜氭床鍏堣繘鐢垫皵涓庣數鍔涘伐.
绗竷灞婃按鍒╀笌鍦熸湪寤虹瓚宸ョ▼鍥介檯瀛︽湳浼氳锛圚CC.
绗簲灞婄數瀛愰氫俊涓庤绠楁満绉戝鎶鏈浗闄呭鏈細璁紙.
绗簩灞婇仴鎰熸妧鏈笌鍥惧儚澶勭悊鍥介檯瀛︽湳浼氳锛圧ST.
2026宓屽叆寮忕郴缁熴佺Щ鍔ㄩ氫俊涓庤绠楀浗闄呬細璁紙.
绗簲灞婄數瀛愪俊鎭伐绋嬩笌鏁版嵁澶勭悊鍥介檯瀛︽湳浼氳锛圗.
绗竷灞婃柊鏉愭枡涓庢竻娲佽兘婧愬浗闄呭鏈細璁紙ICAM.
-
2025骞翠袱闄㈤櫌澹閫夋湁鏁堝欓変汉1145
-
2025鏈鏂癑CR鍒嗗尯鍙婂奖鍝嶅洜瀛4758
-
濂藉鏈:绉戠爺缃戝潃瀵艰埅|瀛︽湳澶存潯鍒2033
-
2025骞村浗闄呮湡鍒婇璀﹀悕鍗曞彂甯!1930
-
2025骞翠腑绉戦櫌鏈熷垔鍒嗗尯琛ㄩ噸纾呭彂8447
-
涓浗绉戝崗銆婇噸瑕佸鏈細璁洰褰曪紙205134
-
鍚夋灄澶у鏍￠暱寮犲笇锛氬鏈細璁腑鐨勬彁2840
-
娓呭崕澶у鍦板绯婚槼鍧よ棰樼粍鎻ず鍏ㄧ悆10-20
-
鍘嗗彶鏃舵湡鏋佺骞叉棻鐏惧鐨勬暟鎹瘎浼板拰10-20
-
鈥滄竻鍗庡寲瀛︾櫨骞磋鍧涳細濉戦犲寲瀛︾殑鏈10-20
-
鐮旂┒鎻ず妞嶇墿婵绱犵嫭鑴氶噾鍐呴叝浣滀负璺10-20
-
娓呭崕澶у鑱斿悎鐮斿彂鐨勨46MW澶у10-20
-
娓呭崕澶у锛堣蒋浠跺闄級-涔濈枂鐢靛姏寤10-20
-
涓浗鍐滀笟澶у鍦熷湴瀛﹂櫌椹煫闊暀鎺堝洟10-20
-
鐢靛瓙绉戞妧澶у鍏夌數瀛﹂櫌鏈鐢熷湪涓鍖10-20
-
全国医药技术市场协会 17904
-
上海来溪会务服务有限公司 8111
-
辽宁工程技术大学理学院 21131
-
HKSME 23962
-
中国环境科学学会循环经济分会 2101
-
ZZ 8095
-
东部战区总院 1995
-
第七届国际作物科学大会 1996
-
亚洲理工学院 2190
-
哈尔滨市大学 21181
-
昆明理工大学 2078
-
成都理工大学 21391
-
东都国际展览（北京）有限公司 7961
-
深圳市沙井人民医院 23225
-
AAA 8120
-
昆明兴达会议服务有限公司 23031
-
中国食文化研究会民族食文化委员会 2073
-
武汉市cse主办 18044
-
北京海名汇博会展有限公司 18026
-
广州市臻阅会展服务有限公司 2241
