探索催化活性强于Pt的材料具有重要意义，同时仍没有收到令人满意的结果。掺杂型碳基催化剂在替代Pt中展现了一定可能性，但是其催化活性需要进一步提高。因此，中科院上海硅酸盐研究所王家成、马汝广等等报道通过从头算模拟方法对这种N掺杂的碳催化剂在ORR氧还原催化反应中的性能进行表征。

本文要点：

（1）

一个碳/两个氮组成的CN2短程有序结构催化活性中心在催化反应中有最好的效果，这种CN2结构催化剂能够在三嗪修饰的碳（triNC）中得到。作者发现这种含有CN2催化位点的催化剂在ORR反应中展现了可比拟20 % Pt/C催化剂的活性，同时起始电压达到0.98 V，半波电位达到0.89 V。

（2）

CN2催化位点中C原子上的电子具有高度定域性，并且该位点带正电荷，计算结果显示，这有效的改善了ORR反应中O₂切断的反应动力学过程。作者通过这种结构催化剂和NiFe-LDH作为阴极搭建了Zn-空气电池的阴极，该电池的性能比Pt/C、RuO₂催化剂的电池具有更高的比容量、能量密度、长时间稳定性。这种原子级别设计方法有效的改善了碳基催化剂在能源转化和储存中的应用前景。

作者介绍

马汝广博士，1983年09月出生，副研究员，主要从事电化学能源存储与转化方面的研究，包括锂离子电池、超级电容器、燃料电池、锌空气电池和电催化水解中的关键材料。

http://sourcedb.sic.cas.cn/zw/rck/201903/t20190322_5260043.html

王家成，2000年毕业于南京工业大学材料科学与工程学院，获学士学位；2007年毕业于中国科学院上海硅酸盐研究所，获工学博士学位。研究领域包括：(1) 无机非金属材料的高通量制备与快速筛选/优化 (2) 非贵金属电催化材料结构调控及其反应机理研究 (3) 锂电池相关材料研究 (4) CO2存储与资源化

http://sourcedb.sic.cas.cn/zw/rck/201304/t20130403_3813559.html

参考文献

Qiangjian Ju, Ruguang Ma*, Yifan Hu, Beibei Guo, Qian Liu, Tiju Thomas, Tao Zhang, Minghui Yang, Wei Chen, and Jiacheng Wang*

Highly Localized C-N2 Sites for Efficient Oxygen Reduction, ACS Catal. 2020

  DOI：10.1021/acscatal.0c00474

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c00474