设计一种高活性、出色稳定性以及非贵金属的催化剂来替代氧还原反应中的铂，是高能效和高性价比原型装置的迫切要求。单原子位点催化剂(SASCs)因其最大的原子利用率和精确的结构调控而受到广泛关注。尽管具有挑战性，但SASCs的可控合成对于优化ORR活性至关重要。
近日，复旦大学Liming Zhang报道了以超薄有机金属骨架为模板合成具有孤立过渡金属活性中心的2D掺氮碳片。
文章要点
1）有机金属骨架模板是在石墨烯上外延生长的，可以极大地促进电催化过程中的快速电荷传输。
2）所得催化剂的2D结构具有显著的导电性和较大的比表面积，活性中心暴露，使其在O2饱和的碱性介质中具有优异的ORR活性。
3）结果表明，在700 ℃下，Fe−N−C的热解活性与工业铂碳催化剂相当，其半波电位(E1/2)为0.85 V，扩散极限电流密度为5.6 mA cm−2。更重要的是，Fe−N−C的长期耐用性和抗甲醇毒性超过了Pt/C。此外，将Fe−N−C用于制作锌空气电池的空气正极，其最大功率密度高达142 mW cm−2，电流密度为235 mA cm−2，在能量转换装置中具有良好的实际应用前景。
参考文献
Honghao Zhang, et al, Two-Dimensional Covalent Framework Derived Nonprecious Transition Metal Single-Atomic-Site Electrocatalyst toward HighEfficiency Oxygen Reduction, Nano Lett., 2023
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00133
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00133
