由于其封闭的 d 壳，用 p 区元素构建电催化剂通常被认为相当具有挑战性。

在这里，清华大学Chen Chen，北京理工大学Jiatao Zhang，安徽大学Di Zhao首次提出了一种 p 区元素铋基（Bi 基）催化剂，其与氧 (O) 和硫 (S) 原子配位的单原子 Bi 位点以及 Bi 纳米团簇共存，Bi_clu）（统称为 BiOSSA/Bi_clu），用于高选择性氧还原反应 (ORR) 生成过氧化氢 (H₂O₂)。

文章要点

1）BiOSSA/Bi_clu 在旋转环盘电极中提供了 95% 的高 H₂O₂ 选择性，并且在 0.15 V 时具有 36 mA cm^-2 的大电流密度。可观的 H₂O₂ 产量为 11.5 mg cm^–2 h^–1，0.3 V 时 H₂O₂ 法拉第效率高达约 90%，并且在 H 电池测试中具有约 22 小时的长期耐久性。

2）有趣的是，位点中毒的实验数据和理论计算都表明，对于BiOSSA/Bi_clu，催化活性位点位于Bi团簇上，Bi团簇被与O和S原子配位的原子分散的Bi进一步激活。

这项工作展示了一种具有原子级催化位点的先进p区元素Bi催化剂的新协同串联策略，以及合理材料设计在构建基于p区金属的高活性电催化剂方面的巨大潜力。

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Pan Zhu, et al, p-Block Bismuth Nanoclusters Sites Activated by Atomically  Dispersed Bismuth for Tandem Boosting Electrocatalytic  Hydrogen Peroxide Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202304488

DOI: 10.1002/anie.202304488

https://doi.org/10.1002/anie.202304488