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鲁风红1,刘徳发2,王成斌2,李萍2,宗玲博2,王磊2
LU Fenghong1, LIU Defa2, WANG Chengbin2, LI Ping2, ZONG Lingbo2*, WANG Lei2*
摘要: 氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池等能源储存和转换装置的重要电化学过程。ORR涉及复杂的多电子/质子转移,反应动力学缓慢,制约了能源储存和转换装置的能量转换效率。单原子电催化剂因其较大的原子利用率和独特的电子结构,成为异相催化领域的热点。杂原子掺杂是调控ORR性能的有效策略,其中杂原子磷(P)的3p轨道上的孤对电子能够调节中心金属原子的配位微环境和电荷分布,进而调控含氧中间体的吸/脱附强度,从而影响ORR性能。本文系统综述了杂原子P对单原子电催化剂ORR性能的调控机制:一是在第一配位层中,P直接取代与中心金属原子配位的N原子;二是P位于第二或第三配位层或者更为外层的区域;三是含P化合物调控。该综述系统阐明了杂原子P对ORR性能的影响机制,明确了通过杂原子掺杂设计合成高活性、高耐久性ORR单原子电催化剂的指导原则。
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