Los materiales M-N-C (M se refiere a metales de transición) dispersos atómicamente se consideran las alternativas más prometedoras a los catalizadores de metales preciosos a base de Pt para la reducción electroquímica de oxígeno (ORR). Sin embargo, los sitios activos genuinos en M-N-C siguen siendo esquivos.

Recientemente, un equipo de investigación conjunto dirigido por el profesor ZHANG Tao, El profesor WANG Aiqin y el profesor YANG Xiaofeng del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS) sintetizaron un catalizador de un solo átomo de Cu-N-C uniforme y bien definido (Cu-N-C SAC), y dio a conocer el comportamiento dinámico de Cu-N-C SAC durante el proceso de ORR.

Este estudio fue publicado en Revista de la Sociedad Química Estadounidense el 31 de agosto. El profesor Li Jianfeng y el profesor Tian Zhongqun de la Universidad de Xiamen también participaron en el estudio.

La estructura de coordinación local de SAC juega un papel importante en el desempeño catalítico. La estructura del sitio activo en los SAC sufrirá cambios dinámicos durante la reacción.

Los investigadores prepararon un Cu-N uniforme y bien definido ₄ SAC que exhibió una actividad de ORR alcalina comparable a Pt / C. Descubrieron que el Cu-N preparado ₄ estructura en Cu-N ₄ SAC se transformó en primer lugar en Cu-N ₃ estructura impulsada por el potencial aplicado, y luego a HO-Cu-N ₂ estructura en condiciones de reacción.

"Estos resultados proporcionan una nueva visión para comprender el mecanismo de reacción de los SAC M-N-C, así como una guía para el diseño racional de SAC más activos, ", dijo el profesor WANG Aiqin.