電催化氧還原和析氧反應（ORR/OER）是水分解、燃料電池、金屬空氣電池、二氧化碳還原等一系列清潔能源技術的關鍵反應之一。同時，加快氧還原（ORR）和氧析出（OER）反應，實現高穩定的雙功能氧催化是實現可持續能量轉化與存儲的關鍵。目前，常用的方法是將具有ORR和OER催化活性的材料進行混合制備雙功能催化劑，但這種類型催化劑均一性較差，且難以對電子結構進行合理優化，導致活性和穩定性依舊欠缺。
3月31日，中國科學院深圳先進技術研究院碳中和技術研究所唐永炳、鄭勇平團隊研發出雙功能碳基高效催化材料。相關研究成果以High-entropy single-atom activated carbon catalysts for sustainable oxygen electrocatalysis為題，發表在《自然-可持續性》（Nature Sustainability）上。該研究發現碳材料局部對稱性與其活性呈現強相關性，即局部結構對稱性越低，其催化活性則會增強。通過引入高熵催化劑使碳材料局部對稱性最小化，降低離域電子芳香性，從而激活碳骨架原本惰性的π-電子網絡，增強了催化劑位點之間的協同作用，使中間態產物與催化位點的作用強弱適中，ORR/OER可逆過程更易發生。
該工作同時從理論與實驗上剖析了對稱性最小化在電催化活性提升方面的作用，將有助于開發高效、低成本的催化材料以滿足特定的應用需求。該成果有望在燃料（金屬）電池、二氧化碳還原、氮還原等清潔能源領域，為催化材料的合理設計提供理論指導。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、深圳市科技計劃與中國博士后科學基金等的支持。中國科學技術大學參與研究。
此外，唐永炳、鄭勇平團隊從理論計算與材料設計出發，結合實驗研究，近期在能量轉換材料設計方向取得了連續成果（Adv. Mater. 2023, 2300381；Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202301711；Adv. Mater. 2022, 2202714）。
近日，中國科學院廣州能源研究所研究員王晨光、副研究員羅密團隊成功構建了一種具有動態自優化特征的L10-PtCo@Co-shell核殼催化劑。該催化劑通過有序L10-PtCo金屬間化合物核與超薄Co富集......
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員王勝團隊開發出新一代非貴金屬整體結構燃燒催化劑，并實現了規模化生產。該催化劑分別在山西1000Nm3/h通風瓦斯催化氧化工業側線試驗裝置和貴州10000Nm3/......
近日，由中石化石油化工科學研究院有限公司(以下簡稱石科院)牽頭承擔的“高活性脫乙基型C?芳烴異構化催化劑應用”項目通過中國石化科技數智化部組織的技術鑒定。鑒定委員會認為，該技術整體達到國內領先水平。C......
近日，中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員李燦團隊在生物質資源化利用研究方面取得新進展。團隊發展了一種基于雙釩氧化還原電對的“離場電催化”新策略，將秸稈、玉米芯等難溶的原始生物質在溫和條......
華東理工大學費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心副教授趙杰課題組聯合清華大學化工系副教授牛志強課題組，通過自主設計的異相銅納米線催化劑，攻克了強配位脂肪胺易毒化催化劑這一長期存在的技術難題，展現了異相金屬......
記者31日從昆明理工大學獲悉，該校冶金與能源工程學院徐瑞東教授團隊聯合東南大學、瑞士洛桑聯邦理工學院、美國西北大學等機構學者合作，研發了一種新型非貴金屬電催化材料，為解決堿性條件下電解水制氫效率低、能......
人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量。人工智能、物聯網（loT）和自動化技術的發展，給實驗室的運作方式帶來一場深刻的變革，即人工智能實......
在化學工業的“交響樂”中，催化劑如同一位無聲卻至關重要的指揮家，它能精準調控反應路徑，加速目標產物的生成，提升效率，更牽動著工藝的綠色與經濟命脈。對于中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所......
近日，中國科學院大連化學物理研究所催化與新材料研究中心研究員、中國科學院院士張濤和研究員王曉東、副研究員黃傳德、研究員喬波濤等開發了一種擬酶銅基單原子催化劑（Cu1/CN），實現甲烷高效轉化制含氧化合......
華東理工大學，化學與分子工程學院教授戴升團隊聯合中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員陸之毅團隊，深入研究了二甲基咪唑鈷（ZIF-67）催化劑在電化學析氧反應（OER）過程中的降解機制與相平衡調控規......