调控单原子电催化剂（single-atom electrocatalysts）的局部自旋构型在促进氧还原反应（ORR）方面具有巨大的前景，但是仍面临缺乏有效手段的挑战。基于此，苏州大学邵名望教授和廖凡、常熟理工学院耿洪波教授（共同通讯作者）等人报道了通过机械-热研磨法合理设计和合成了一种由原子分散的Pt和Co在氮掺杂碳上组成的二元原子催化剂（PtCo-NC）。
密度泛函理论（DFT）计算表明，原子分散的Co的引入导致相邻Pt原子的自旋极化，从而优化了吸收能量并降低了速率决定步骤的能垒，进而加速了PtCo-NC的氧催化反应动力学。因此，所构建的PtCo-NC催化剂具有出色的ORR性能，具有正半波电位（0.85 V）、高的动力学电流密度（0.8 V时为83.3 mA cm-2）、低Tafel斜率（85 mV/dec）和强大的循环稳定性（在碱性介质中运行170 h后保留率超过90%）。
此外，将PtCo-NC作为阴极催化剂，基于PtCo-NC的锌-空气电池具有最高达到204 mW cm-2的功率密度，以及优异的倍率容量和卓越的耐用性。该工作可能为提高氧还原反应活性提供新的见解，引领对可再生能源存储和转换系统的高效催化剂的探索。
Mechano-thermal milling synthesis of atomically dispersed platinum with spin polarization induced by cobalt atoms towards enhanced oxygen reduction reaction. Nano Energy, 2022, DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107341.
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107341.
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