日前，半岛平台冶金与能源工程学院徐明丽教授课题组在燃料电池和金属-空气电池催化剂领域取得重要进展，相关研究以“Simultaneous regulation of thermodynamic and kinetic behavior on FeN₃P₁single-atom configuration by Fe₂P for efficient bifunctional ORR/OER”为题发表在催化领域国际顶级期刊Applied Catalysis B: Environment and Energy上。该工作所有作者均为半岛平台研究人员，半岛平台为唯一通讯作者单位，徐明丽教授为通讯作者，博士研究生朱恩泽为第一作者。

随着全球对可再生能源利用的迫切需求，清洁、可持续的质子交换膜燃料电池和高理论能量密度的金属-空气电池被视为有前景的能源转换装置。氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）是燃料电池和金属空气电池中的关键电极反应，然而其电极过程动力学缓慢，大大阻碍了电池性能的提升。近年来，由于单原子催化剂具有接近100%的活性位利用率，受到研究者们的广泛关注。对单原子催化剂的活性位点结构进行精准调控，是提高催化性能和弄清构效关系的关键。

目前研究单原子催化剂过程中，存在单原子活性位点受限于含氧中间体的线性吸附极限关系，不利于同时提高ORR和OER催化性能。针对这个问题，本研究设计合成了一种耦合Fe₂P纳米粒子的不对称FeN₃P₁单原子催化剂。实验和理论模拟计算表明，在Fe₂P诱导下，FeN₃P₁的单原子构型产生显著畸变，从而打破了氧中间体的吸附能线性关系，降低了ORR/OER速控步骤的反应能垒，同时Fe₂P调控了Fe₂P@FeN₃P₁催化剂表面的反应物离子浓度，有利于反应动力学进行。本工作同时从热力学和动力学的角度，为制备高效的ORR/OER双功能单原子催化剂，提供了有效的策略和有价值的参考。

近年来，围绕质子交换膜燃料电池、电解水制氢和金属空气电池等研究领域，徐明丽教授课题组开展了系统研究，相关成果分别在Applied Catalysis B: Environment and Energy（Top，1篇）、Chemical Engineering Journal（Top，2篇）、Small（Top，1篇）发表高水平研究论文4篇。相关研究工作得到国家自然科学基金、云南省重大科技专项、云南省基础研究计划（重点）和云南省中青年学术技术带头人后备人才项目的资助，在此表示感谢。

论文链接：

ACB：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337324001085

CEJ：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142468

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138540

Small：https://doi.org/10.1002/smll.202309457

（供稿：冶能学院）