北航张瑞丰AM：基于MXene的高度稳定和活性的双功能ORR/OER双原子催化剂的合理设计

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北航张瑞丰AM：基于MXene的高度稳定和活性的双功能ORR/OER双原子催化剂的合理设计
设计高活性和双功能氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化剂引起了人们对金属-空气电池的极大兴趣。而过渡金属(TM)原子催化剂(ACs)已被提出作为新型双功能电催化材料，不仅成本低、稳定性高、催化剂利用率高，而且具有改进的ORR/OER双功能电催化性能。
基于此，北京航空航天大学张瑞丰等人通过在表面引入非贵金属(如Fe/Co/Ni)，提出了一种基于MXene的双功能催化剂。
北航张瑞丰AM：基于MXene的高度稳定和活性的双功能ORR/OER双原子催化剂的合理设计
这些结果表明，Ni1/Ni2和Fe1/Ni2改性的MXene基双原子催化剂(DAC)对双功能ORR/OER的超高活性优于众所周知的具有低过电位的单功能催化剂，如用于ORR的Pt(111)和用于OER的IrO2(110)。
易于调节基于MXene的DAC的催化活性，为MXene中的可调催化行为提供了一条新途径。电子结构分析表明，基于MXene的DAC的优异催化活性归因于电子捕获能力和Fe/Co/Ni吸附剂与MXene底物之间的协同相互作用。
北航张瑞丰AM：基于MXene的高度稳定和活性的双功能ORR/OER双原子催化剂的合理设计
这些发现不仅揭示了基于MXene的双功能ORR/OER催化剂是有希望的候选者，而且还为合理设计不含贵金属的双功能DAC提供了新的理论见解，并为MXenes在水性金属-空气电池中的应用提供了新的机会。
Rational design of highly stable and active MXene-based bifunctional ORR/OER double-atom catalysts. Advanced Materials, 2021. DOI: 10.1002/adma.202102595

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