Les matériaux M-N-C à dispersion atomique (M désigne les métaux de transition) sont considérés comme les alternatives les plus prometteuses aux catalyseurs à base de métal précieux à base de Pt pour la réduction électrochimique de l'oxygène (ORR). Cependant, les véritables sites actifs dans M-N-C restent encore insaisissables.

Récemment, une équipe de recherche commune dirigée par le Prof. ZHANG Tao, Le professeur WANG Aiqin et le professeur YANG Xiaofeng de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont synthétisé un catalyseur à un seul atome de Cu-N-C uniforme et bien défini (Cu-N-C SAC), et a dévoilé le comportement dynamique du Cu-N-C SAC pendant le processus ORR.

Cette étude a été publiée dans Journal de l'American Chemical Society le 31 août. Le professeur Li Jianfeng et le professeur Tian Zhongqun de l'université de Xiamen ont également participé à l'étude.

La structure de coordination locale du SAC joue un rôle important dans la performance catalytique. La structure du site actif dans les SAC subira des changements dynamiques au cours de la réaction.

Les chercheurs ont préparé un Cu-N uniforme et bien défini 4 SAC qui présentait une activité ORR alcaline comparable à Pt/C. Ils ont découvert que le Cu-N tel que préparé 4 structure en Cu-N 4 SAC a d'abord été transformé en Cu-N 3 structure pilotée par le potentiel appliqué, puis à HO-Cu-N 2 structure dans les conditions de réaction.

"Ces résultats fournissent une nouvelle vision pour comprendre le mécanisme de réaction des SAC M-N-C ainsi qu'un guide pour la conception rationnelle de SAC plus actifs, " a déclaré le professeur WANG Aiqin.