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哈工大科研团队提出界面电子耦合机制 提高催化剂的活性和稳定性
近日，哈尔滨工业大学化工与化学学院王振波教授团队在双功能氧电催化剂研究领域取得重要进展，研究成果以《设计 钴-氮-铬 跨界面电子桥打破制约活性-稳定性转换 以实现超稳定的双功能氧电催化剂》为题发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie)上。该成果有望为氢燃料电池/金属空气电池中新一代阴极催化剂的设计及应用提供新思路。
在各类电化学转换器件中，氢燃料电池与金属空气电池由于具有清洁高效的特点，是实现“双碳”目标的重要手段。然而，由于阴极催化剂在高电流及长期运行条件下难以维持稳定，阻碍了其大规模发展。
为改善阴极催化剂的长循环耐久性，王振波教授团队提出界面电子耦合机制，通过在无机氧化铬基底上整合一系列金属-氮-碳分子提高催化剂的活性和稳定性。动力学分析表明，该钴-氮-铬电子桥促使阴极氧气还原过程从二电子、四电子混合路线调整为四电子主导路线，显著抑制不利的芬顿效应，从而使催化剂获得突破性的催化活性与长期耐久性。该设计方案有望解决阴极催化剂活性和耐久性之间的制约问题，为高活性、高耐久性阴极催化剂的设计与开发提供新思路。
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