N配位的过渡金属材料是设计用于电催化氧还原反应的经济高效且高度耐用的催化剂的重要替代方法。
有鉴于此，天津理工大学Gaocan Qi和Yuan Qiu、西安理工大学卓龙超、新疆产品质量监督检验技术研究院Hongyi Li等人，展示了在多孔氮掺杂碳上均匀分布的Cu-Zn团簇的合成，并伴有Cu/Zn-Nx单位点。
本文要点
1）报道了一种简单的一步热解方法，制备了碳上的N原子锚定的原子CuZn亚纳米簇（表示为CuZn/NC）。从高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）图像清楚地证明了均相Cu-Zn亚纳米簇的形成以及碳载体上的单个Cu/Zn位点的形成。X射线吸收精细结构测试表明，催化剂中M−N键(M = Cu或Zn)和M−M键同时存在。
2）这些N配位Cu-Zn双金属结构使CuZn/NC在碱性溶液中具有很高的ORR活性和稳定性，对锌空气电池具有高半波电位0.884 V，在0.85 V时具有优越的动力学电流密度为36.42 mA cm−2，并且Tafel斜率为45 mV dec−1。此外，当在锌空气电池中用作空气阴极时，它显示出1.444 V的高开路电势和164.3 mW cm-2的峰值功率密度。CuZn/NC的ORR活性甚至超过了商用Pt/C催化剂。
3）综合实验和理论计算表明，该催化剂的高活性是由于Cu/Zn-N4位点与Cu-Zn团簇在N掺杂碳上的协同作用所致。
参考文献：
Defeng Qi et al. Engineering Atomic Sites via Adjacent Dual‐Metal Sub‐Nanoclusters for Efficient Oxygen Reduction Reaction and Zn‐Air Battery. Small, 2020.
DOI: 10.1002/smll.202004933
https://doi.org/10.1002/smll.202004933
