Structure Regulation of Single-atom Catalysts in Oxygen Reduction Reactions

doi:10.7503/cjcu20220036

Abstract

Abstract:

Oxygen reduction reaction（ORR） plays an important role in the clean synthesis of electrochemical energy storage and conversion systems. However， the kinetics of the ORR process is slow and requires platinum group noble metal catalysts to accelerate the reaction. The high cost of platinum-based catalysts has severely hindered their large-scale commercialization. Single atom catalysts（SACs） has the specific structure， high intrinsic activity and efficient atomic utilization. It is expected to replace platinum group noble metal catalysts. In order to improve the ORR activity of SACs， many strategies have been developed， including customizing the coordination structure of the metal center， enriching the concentration of the metal center， and designing the electronic structure and porosity of the substrate. In this review， we summarized recent advances of SACs in ORR performance and the application research progress of H₂O₂， metal-air batteries， fuel cells. Relevant progress on adjustment of the coordination structure of isolated metal centers by doping other metals or ligands， increasing the concentration of single-atom sites by increasing metal loading， and optimizing the porosity of the carrier to optimize mass and electron transport. Perspectives on future directions and challenges of SACs are presented.

Key words: Single atom catalysis, Oxygen reduction reaction, Structure optimization

CLC Number:

O611

TrendMD:

GU Yu, XI Baojuan, LI Jiangxiao, XIONG Shenglin. Structure Regulation of Single-atom Catalysts in Oxygen Reduction Reactions[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(5): 20220036.

Figures/Tables 6

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