AFM：1+1>2！Co-SAs/SNPs@NC高效催化ORR，助力Zn-空气电池

开发具有高催化活性和良好稳定性的、含量丰富的氧还原反应（ORR）催化剂用于实际金属-空气电池仍然是一个巨大的挑战。

近日，新加坡南洋理工大学Xuehong Lu和Zheng Liu、海南大学Yipu Liu（共同通讯作者）等人报道了一种高效耐用的ORR催化剂（Co-SAs/SNPs@NC），该催化剂由Co-N₄基团形式的原子分散Co单原子（Co-SAs）和共锚定在氮掺杂多孔碳纳米笼（Co-SAs）上的小Co纳米颗粒（Co-SNPs）组成。

由于Co-SAs和Co-SNPs的协同作用以及碳基体石墨化程度的提高，使得催化剂的防腐蚀能力被增强。

同时，制备的Co-SAs/SNPs@NC催化剂在碱性介质中表现出优异的ORR活性和显著的稳定性，优于Co-SAs基催化剂（Co-SAs@NC）和基准Pt/C催化剂。

通过密度泛函理论（DFT）计算表明，Co-SNPs与Co-N₄位点之间的强相互作用可以提高Co-SAs/SNPs@NC中活性Co原子的价态，调节ORR中间体的吸附自由能，从而促进O₂的还原。

此外，作者还介绍了用Co-SAs/SNPs@NC催化剂组装的实用Zn-空气电池的最大功率密度为223.5 mW cm^-2，在电流密度为50 mA cm^-2下其比容量达到了742 Wh kg^-1，并且具有优异的循环稳定性。

Understanding the Synergistic Effects of Cobalt Single Atoms and Small Nanoparticles: Enhancing Oxygen Reduction Reaction Catalytic Activity and Stability for Zinc-Air Batteries. Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202104735.

https://doi.org/10.1002/adfm.202104735.

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AFM：1+1>2！Co-SAs/SNPs@NC高效催化ORR，助力Zn-空气电池

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