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　　近日，遼寧科技大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院遼寧省“能源材料與電化學(xué)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安百鋼教授團(tuán)隊(duì)的研究成果“Multi-layered active sites attached in 1D/3D hierarchical conductive network promote dioxygen fragmentation”在《Applied Surface Science》在線發(fā)表。論文第一作者為2020級(jí)博士研究生陸月，導(dǎo)師孫呈郭教授為通訊作者，張涵副教授為共同通訊作者。該項(xiàng)目研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、遼寧省自然科學(xué)基金、興遼英才計(jì)劃項(xiàng)目以及遼寧省能源材料與電化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。

　　遲緩的氧催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程直接限制了鋅-空氣電池（ZABs）的能量轉(zhuǎn)換效率，構(gòu)建促進(jìn)氧還原反應(yīng)（ORR）的高效催化劑可滿足高性能ZABs的迫切需求。然而通過優(yōu)化ORR中氧中間體的吸附和解吸行為來(lái)提升催化劑的催化能力更具挑戰(zhàn)性。近期，研究人員將多層次活性位點(diǎn)封裝在1D/3D雜化導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)骨架中，構(gòu)建了具有串珠狀結(jié)構(gòu)的多層次鐵、鈷雙金屬催化劑（Fe/Co-NC）。通過構(gòu)筑的多層次催化活性位點(diǎn)來(lái)改變活性位點(diǎn)的配位環(huán)境進(jìn)而優(yōu)化了ORR中氧中間體的吸附和解吸過程，提升氧還原動(dòng)力學(xué)。研究發(fā)現(xiàn)，在較高的極限電位下，多層次活性位點(diǎn)加速了ORR的決定步驟、削弱了氧中間體的吸附和解吸，有利于4電子轉(zhuǎn)移過程（圖1）。得益于獨(dú)特的多層次催化活性位點(diǎn)以及串珠狀1D/3D混合導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，F(xiàn)e/Co-NC作為電池陰極催化劑組裝的ZABs可提供超高的功率密度（238.6 mW cm ^-2）、能量密度（819 mA h g _Zn ^-1）和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（10 mA cm ^-2，300 h）（圖2）。

　　相關(guān)鏈接： https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.158099