科学家制备系列高效单原子氧还原电催化剂

燃料电池作为一种新型的清洁能源转换设备，因其设备简单、体积小、携带方便、能量密度高等优点而受到广泛关注。然而，阴极氧还原反应动力学缓慢，燃料电池铂价格高，铂利用率低，严重阻碍了其大规模应用的商业化进程。中科院长春研究所徐课题组从成本和性能的角度出发，研制了一系列高效低成本的单原子非铂和单原子铂氧还原催化剂。相关成果发表在《高级功能材料和自然通讯》上。

徐的团队和他们的合作者使用廉价的炭黑和锌前体来制备廉价的单原子锌基氧还原电催化剂，该电催化剂显示出与商业碳载铂相当的氧还原性能，并且具有良好的稳定性。高角度圆形暗场扫描隧道显微镜证实锌基催化剂中的锌主要以单原子锌的形式存在，而扩展的X射线吸收近边缘光谱证实单原子锌的主要存在方式是锌-N4。进一步的理论计算表明，单原子锌催化剂的高催化活性主要来自锌-N4结构。

同时，该团队还与他人合作，详细报道了一种廉价的炭黑负载的高性能(高活性、高稳定性和抗毒能力)单原子铂电催化剂。

这些关于高效单原子锌和单原子铂氧还原电催化剂的系列工作，为目前低成本高效燃料电池阴极电催化剂的制备提供了新的研究思路。