아연-공기 배터리 및 수소-공기 연료 전지를 위한 단일 원자 사이트 철 촉매를 통한 산소 환원 촉진

느린 산소 환원 반응 동역학을 가속화하고 높은 성능을 달성하는 효율적이고 내구성이 있으며 저렴한 전기촉매는 매우 바람직합니다. 여기에서는 금속-유기 프레임워크@폴리머 복합체에서 질소, 인 및 황이 공동 도핑된 속이 빈 탄소 다면체를 지지하는 단일 철 원자 사이트로 구성된 촉매를 제작하는 전략을 개발합니다. 폴리머 기반 코팅은 커켄달 효과를 통한 속이 빈 구조의 구축과 황 및 인과의 장거리 상호작용에 의한 활성 금속 중심의 전자 조절을 촉진합니다. 단일 원자 철 활성 중심의 구조적 기능성과 전자 제어의 혜택을 받으면서, 이 촉매는 알칼리성 및 산성 매체 모두에서 산소 환원을 위한 향상된 동역학과 활성을 보이며 주목할 만한 성능을 보여줍니다. 또한, 이 촉매는 아연-공기 배터리 및 수소-공기 연료 전지에서 음극 산소 환원 반응을 구동하기 위해 비싼 백금의 대체 가능성을 보여줍니다.