近日，哈爾濱工業大學化工與化學學院王振波教授團隊在雙功能氧電催化劑研究領域取得重要進展，研究成果以《設計 鈷-氮-鉻 跨界麵電子橋打破製約活性-穩定性轉換 以實現超穩定的雙功能氧電催化劑》為題發表在《德國應用化學》(Angewandte Chemie)上。該成果有望為氫燃料電池/金屬空氣電池中新一代陰極催化劑的設計及應用提供新思路。

　　在各類電化學轉換器件中，氫燃料電池與金屬空氣電池由於具有清潔高效的特點，是實現“雙碳”目標的重要手段。然而，由於陰極催化劑在高電流及長期運行條件下難以維持穩定，阻礙了其大規模發展。

　　為改善陰極催化劑的長循環耐久性，王振波教授團隊提出界麵電子耦合機製，通過在無機氧化鉻基底上整合一係列金屬-氮-碳分子提高催化劑的活性和穩定性。動力學分析表明，該鈷-氮-鉻電子橋促使陰極氧氣還原過程從二電子、四電子混合路線調整為四電子主導路線，顯著抑製不利的芬頓效應，從而使催化劑獲得突破性的催化活性與長期耐久性。該設計方案有望解決陰極催化劑活性和耐久性之間的製約問題，為高活性、高耐久性陰極催化劑的設計與開發提供新思路。