• 研究论文 •
刘育荣a,#,张淼a,#,于彦会a,#,刘亚琳a,#,李静a,史晓东a,康振烨a,吴道雄a,饶鹏a,b,*,梁颖a,*,田新龙a,*
a海南大学,海洋科学与工程学院,海口,海南,570229,中国
b南开大学,先进能源材料化学教育部重点实验室,天津,300071,中国
Yurong Liu a,#, Miao Zhang a,#, Yanhui Yu a,#, Yalin Liu a,#, Jing Li a, Xiaodong Shi a, Zhenye Kang a, Daoxiong Wu a, Peng Rao a,b,*, Ying Liang a,*, and Xinlong Tian a,*
a School of Marine Science and Engineering, Hainan University Haikou 570228, Hainan, China
b Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry (Ministry of Education) Nankai University, Tianjin 300071, China
摘要: 开发适用于海水电解质的高性能氧还原反应(ORR)电催化剂是实现海水锌空气电池(SZABs)发展的关键。本文提出了一种在双金属单原子催化剂(DSACs)中构建局域电场耦合Cl−固定策略,所制备催化剂在海水电解质中表现出优异的ORR性能,其半波电位(E1/2)高达0.868 V,组装的SZABs最大功率密度(Pmax)达182 mW cm−2,显著优于Pt/C催化剂(E1/2: 0.846 V; Pmax: 150 mW cm−2)。原位表征和理论计算表明,Fe位点比Co位点具有更强的Cl−吸附亲和力,能够在ORR过程中优先吸附海水中的Cl−,并通过同离子排斥效应构筑低Cl−浓度的局域微环境,从而抑制Cl−对Co活性中心的吸附和腐蚀,实现优异的催化稳定性。此外,Fe-Co原子对之间的定向电荷迁移形成局域电场,优化了Co位点对含氧中间体的吸附能,进一步提升ORR催化活性。