M-N-C型催化剂的ORR性能：为何酸性条件下比碱性条件下差？

文章预览

如题。最近，研究人员以 FeCo-N 6 -C 双原子催化剂为模型，通过理论计算结合光谱实验，发现 界面微环境的显著差异 是 M-N-C 型催化剂的酸性 ORR 性能辣鸡的主要原因。 图 1 作者通过 AIMD 发现，在酸或碱相应的 ORR 电位下，电极表面的电荷状态存在很大差别（图 1 ）。碱性条件下，电极表面不带电；而酸性条件下，电极表面带正电。在正电势的吸引下，酸性环境下的界面水分子呈有序取向排列（ O 朝下），不与 FeCo-N 6 -C 上的吸附氧形成氢键。相反地，碱性环境下的界面水分子随机排列， 可以与吸附氧 形成氢键（图 1 和图 2 ）。氢键的形成与否将对 ORR 性能产生重要影响，因为 O 2 的解离过程中涉及到多步质子耦合电子转移（ PCET ），水分子必须提供质子，酸性条件下 ORR 需要克服动力学势垒以调整水分子取向，使其与吸附氧形成氢键。 图 2 表面增强 ………………………………