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研究概述

電催化劑在氧還原反應（ORR）和析氧反應（OER）中的雙功能活性不足是可充電金屬-空氣電池應用的主要障礙。

主要原因是ORR和OER相互制約，涉及相同的含氧中間體，表明了吸附能的比例限制。

基于此，2024年11月19日，中國科學院大學張天然助理教授/劉向峰教授、南京航空航天大學彭生杰教授在國際期刊Advanced Materials發表題為《Breaking the Mutual-Constraint of Bifunctional Oxygen Electrocatalysis via Direct O─O Coupling on High-Valence Ir Single-Atom on MnO_x》的研究論文。

在此，研究人員報道了一種錨定在氧化錳（MnO_x）上的高價銥單原子（Ir_SA）雙功能催化劑（Ir_SA-MnO_x），該催化劑在ORR和OER中顯示出獨立的路徑，即ORR的高價銥位點上相關的4e^–路徑，以及OER的新型化學活化協同機制，其中一種獨特的自發化學活化過程觸發了直接的O-O耦合。

因此，Ir_SA-MnO_x具有優異的雙功能活性，在堿性溶液中，10 mA cm^-2的OER電位與ORR半波電位之間的電位差極低（0.635 V）。

本工作打破了比例限制，并為設計高效多功能的電催化劑提供了新途徑。

圖文解讀

圖1：Ir_SA-MnO_X的合成與表征

圖2：原位和非原位XAFS和拉曼光譜測量

圖3：Ir_SA-MnO_x雙功能電催化劑的可充電鋅-空氣電池性能

文獻信息

Breaking the Mutual-Constraint of Bifunctional Oxygen Electrocatalysis via Direct O-O Coupling on High-Valence Ir Single-Atom on MnO_x,?Advanced Materials,?2024.?

原創文章，作者：zhan1，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/11/21/64a3963e1a/

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