目前人们通常使用经验性的合成-测试迭代方法发展非Pt族金属高活性ORR电催化剂。

有鉴于此，达姆施塔特工业大学Ulrike I. Kramm、柏林工业大学Peter Strasser等报道通过基于非Pt族贵金属单金属ORR电催化剂的动力学描述符的反应活性动力学分布图能够用于来理解催化反应活性，而且有助于发展和设计高性能催化剂。这项方法的关键是分析氮配位单金属碳催化剂（MNC）的催化表面位点密度（SD）和催化转化数目（TOF），以及SD和TOF在控制ORR催化反应动力学参数过程起到的作用，并且通过SD-TOF给出二维反应活性图。

本文要点

（1）

作者考察SD和块体催化剂的整体单金属位点总数目之间的关系，将其命名为催化反应位点的使用参数，因此能够给出优化MNC催化剂性能的指导因素参数。

（2）

通过两种不同N-和C-前驱体原料（Zn-咪唑、共价键连的聚苯胺）出发合成两套FeNC、CoNC、SnNC催化剂，从本征的动力学ORR参数和催化剂的结构、形貌、化学性质角度研究和比较催化活性。进一步的讨论合成的指导思想和如何进一步改善。这项研究方法能够扩展至其他类型的催化剂，而且可能用于在液体电解液燃料电池或者气体扩散流动相电池考察动力学性能。

参考文献

Fang Luo, Stephan Wagner, Wen Ju, Mathias Primbs, Shuang Li, Huan Wang, Ulrike I. Kramm*, and Peter Strasser*, Kinetic Diagnostics and Synthetic Design of Platinum Group Metal-Free Electrocatalysts for the Oxygen Reduction Reaction Using Reactivity Maps and Site Utilization Descriptors, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c01594

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01594