热烈祝贺课题组王永霞老师在国际著名期刊《先进材料》发表大型综述性论文
近日，Advanced Materials（影响因子：30.849）发表我课题组在金属-氮-碳基电催化剂领域最新大型综述。论文题目为《特殊配位构型金属-氮-碳催化剂在典型电化学氧化还原反应中的应用》(Metal-nitrogen-carbon catalysts of specifically coordinated configurations toward typical electrochemical redox reactions)。论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202100997
随着能源和环境问题的日益突出，开发新型能源存储和转化技术成为人们关注的焦点。然而，这些电化学电源设备/装置在很大程度上受限于典型化学反应的缓慢动力学过程，包括如氧还原反应（ORR）严重依赖于高成本、低储量的贵金属催化剂。在过去的几十年中，储量丰富的碳基非贵金属催化剂引起人们的广泛关注，并被认为是最佳的可替代材料。其中，过渡金属-氮-碳（M-N-C）材料由于其独特的电子结构和优异的电催化活性而成为研究热点。
目前，与金属中心配位的氮主要有六种类型，包括最为常见的MN2和MN4，以及MN1、MN4、MN5和MN6。具有特殊配位构型的M-N-C催化剂对典型的电化学反应展现出高催化活性和选择性，包括如ORR、OER、HER和CO2RR等。尽管M-Nx的配位环境和构型已通过实验探索和理论模拟进行了大量的研究，针对特定电催化反应的M-Nx活性位类型仍存在争议。另一方面，尽管目前文献大部分工作总结了M-N-C催化剂及其应用，然而从配位构型的角度概述M-N-C催化剂的制备策略、表征手段及其在典型电催化反应中的应用尚无报道。
在这篇综述工作中，课题组详细总结了金属-氮-碳电催化剂的最新研究进展。第一，概述了特定配位构型（MN4、MN2和其他M-Nx构型）的设计和制备策略。第二，概括了各种先进表征技术（Mössbauer光谱，XANES，EXAFS和XPS），以及其对M-Nx配位构型的分析原理。第三，总结了特定配位构型M-N-C催化剂对典型电化学反应（ORR，OER，HER，CO2RR以及其他反应）的最新研究进展，同时结合实验和理论计算对相应催化机制进行了阐述。最后，提出了金属-氮-碳电催化剂面临的挑战和未来研究方向。
论文第一作者为课题组青年教师王永霞和中科院上海硅酸盐研究所崔香枝研究员共同承担。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2020.118953