原子分散的 MNC(M 指过渡金属)材料被认为是用于电化学还原氧(ORR)的 Pt 基贵金属催化剂的最有前途的替代品。然而，跨国公司中真正的活跃站点仍然难以捉摸。

近日，中国科学院(CAS)大连化学物理研究所(DICP)张涛教授、王爱琴教授和杨晓峰教授领导的联合研究小组合成了一种均匀且定义明确的Cu- NC 单原子催化剂 (Cu-NC SAC)，并揭示了 Cu-NC SAC 在 ORR 过程中的动态行为。

该研究于8月31日发表在Journal of the American Chemical Society，厦门大学李建峰教授和田中群教授也参与了该研究。

SAC 的局部配位结构对催化性能起着重要作用。SAC 中的活性位点结构在反应过程中会发生动态变化。

研究人员制备了一种均匀且定义明确的 Cu-N 4 SAC，其表现出与 Pt/C 相当的碱性 ORR 活性。他们发现Cu-N 4 SAC 中制备的Cu-N 4结构首先在外加电位的驱动下转变为Cu-N 3结构，然后在反应条件下转变为HO-Cu-N 2结构。

“这些结果为理解MNC SACs的反应机理提供了新的视角，也为合理设计更活跃的SACs提供了指导，”王爱琴教授说。