在单原子催化剂(SACs)中,氮掺杂石墨烯负载的SACs是成功的模型,已被广泛用于电催化剂研究。尽管氧是石墨烯中常见的杂质,但基于金属氧的SAC尚未充分研究。在这里,蔚山科学技术院Hyeon Suk Shin、Kwang S. Kim利用计算辅助的方法设计了一种新型的氧配位SAC(M-O-C)。
本文要点:
1) 通过理论模型预测,作者发现金属原子被羰基配体强烈固定在碳纳米管中,然后合成用于析氧反应(OER)的Ni-O-C SAC,并且该催化剂表现出优异的OER活性。
2) 经过OER测试,该催化剂具有低过电位(在10/100 mA cm−2时为228/325 mV)、小的Tafel斜率(36 mV dec-1)和超过150小时的长期耐久性。这种“先理论后实验”的策略将有助于各种SAC的设计。
Dong Yeon Kim et.al Computation-aided design of oxygen-ligand-steered single-atom catalysts: Sewing unzipped carbon nanotubes Chem 2023
DOI: 10.1016/j.chempr.2023.07.007
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.07.007