黃河科技學院張守仁/鄭州大學張佳楠在《Small》上發表論文：軸配位Cr-N-C助力非鐵基ORR催化劑
由于非貴金屬-氮-碳（例如Fe-N-C）催化劑在經歷氧還原反應（ORR）時結構不穩定性和并存在因芬頓反應，因此開發高效性能的非貴金屬電催化劑是加快燃料電池商業化的迫切需求。本文中，通過組裝聚合和受限熱解技術實現了含有外星S形成的軸向S1-Cr1N4鍵（S1-Cr1N3-C）的鉻（Cr）-N4電催化劑。得益于通過軸向配位（含N配體、O/OH/S和Cl/I）調整金屬中心的配位構型和電子結構，與Cr-N4-C（半坡點位E1/2為0.87V）和Pt/C（E1/2是0.83V）催化劑相比，S1-Cr1N4-C的活性大大增強（在0.1M KOH中E1/2為0.90V）。實驗和密度泛函理論（DFT）結果進一步表明，S1-Cr1N4-C部分中軸向S原子的存在比Cr1N4-C部分具有更好的ORR活性。S1-Cr1N4-C部分中的軸向S配體可以打破平面Cr1N4活性中心周圍的電子定位，這有助于在一定程度上限制反應速率，還原釋放OH*，同時加速整個ORR過程。本工作為調節單原子活性中心的軸向配體類型以增強單原子本征活性開辟了一條新途徑。
