金属-氮-碳（M-N-C）单原子催化剂具有良好的电化学催化性能。杂原子(B、P、S等)取代N原子是调节配位环境的有效策略。而通过杂原子掺杂形成的结构工程化的M-N-C位点对氧中间体的吸附和活化起着重要的作用。

近日，清华大学李亚栋院士，彭卿教授，陈晨报道了采用主客体策略和原位磷化方法制备了一种Co₁-PNC/Ni₁-PNC双单原子位点催化剂。

文章要点

1）经验证据证实了P和N原子直接与原子分散的Co和Ni物种配位。X射线光电子能谱（XPS）和X射线能谱（XANES）表征结果显示，原子掺杂导致电子结构发生了变化。

2）所开发的Co₁-PNC/Ni₁-PNC催化剂在碱性溶液中表现出优异的双功能（ORR/OER）电催化性能。实验和理论结果显示，N/P配位的Co/Ni位点适度降低了与氧中间体的结合作用。

3）作为一种空气正极，Co₁-PNC/Ni₁-PNC使得可充电锌空气电池具有优异的功率密度和循环稳定性，优于基准的Pt/C+IrO₂。

研究结果为双单原子位催化剂的设计和能量转换应用提供了新的思路。

参考文献

Botao Hu, et al, Atomic Co/Ni dual sites with N/P-coordination as bifunctional oxygen electrocatalyst for rechargeable zinc–air batteries, Nano Res., 2021

DOI: 10.1007/s12274-021-3535-4

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3535-4