氢钝化技术可稳定位于边缘的单原子金属位点，从而提高电催化性能 现已可供购买

《Energy Advances》：Hydrogen Passivation Stabilizes Edge-Located Single-Atom Metal Sites for ElectrocatalysisAvailable to Purchase

　　

单原子催化剂（SACs）负载在掺氮碳上，已成为一种有前景的无贵金属电催化剂。然而，它们的实际应用常常受到稳定性不足的阻碍。特别是那些边缘含有金属位点的SACs，尽管由于边缘结构的不饱和配位特性而具有较高的内在活性，但极易受到电化学碳腐蚀的影响，从而导致性能迅速下降。在这里，我们提出通过氢气钝化边缘碳来稳定SACs中边缘位置的活性位点，这是一种通用且有效的方法。通过广泛的第一性原理计算，我们阐明了Fe、Co和Ni等单原子金属位点的形成机制及其典型原子构型。基于计算得到的Pourbaix图，我们确定了这些位点不稳定的原因，并明确了氢气钝化在抑制易受侵蚀的边缘区域碳和氮腐蚀中的作用。以氧还原反应作为典型的电催化过程，结合理论和实验研究（包括原位/操作过程中的表征），进一步证明了将边缘位置的活性位点与氢钝化的边缘碳协同集成可以同时提高催化活性和耐用性，从而克服了SACs中常见的活性与耐用性之间的平衡问题。在锌空气电池中的应用验证了这一方法的实用性，优化后的SAC实现了312.45 mW cm-2的峰值功率密度，并且能够稳定运行超过1500小时。

可视化摘要

单原子催化剂（SACs）负载在掺氮碳上，已成为一种有前景的无贵金属电催化剂。然而，它们的实际应用常常受到稳定性不足的阻碍。特别是那些边缘含有金属位点的SACs，尽管……

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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