开发用于氧还原反应(ORR)的M-N-C电催化剂对于氢氧燃料电池和金属空气电池的应用具有重要意义。
基于此,哈尔滨工程大学范壮军教授,中国石油大学黄毅超教授,任浩副教授(共同通讯作者)等人开发了一种协调工程策略,通过将富氧石墨烯量子点(GQD)接枝到沸石咪唑骨架(ZIF)前体上来提高Co-N-C电催化剂的ORR动力学和稳定性。
优化的富氧GQD功能化Co-N-C(G-CoNOC)电催化剂表现出更高的质量比活性,并且在200 h后仍保持90.0 %的稳定性。
为了研究H2O2还原反应的催化活性,本文进一步计算了OOH-中间体的吸附能,O配位增加了ΔEOOH-,说明H2O2容易被捕获并吸附在活性位点上。总之,GQDs可以有效地优化Co-N2-O2活性位点的电子结构,以实现所需的OOH-吸附能,从而通过进一步促进H2O2还原来提高ORR动力学和稳定性。
Coordination Engineering of Defective Cobalt-Nitrogen-Carbon Electrocatalysts with Graphene Quantum Dots for Boosting Oxygen Reduction Reaction. Small, 2023, DOI: 10.1002/smll.202207227.