主要观点总结
逯乐慧/何文辉团队的最新研究解决了在水系宽温锌-空气电池中的强效氧还原问题。他们提出了一种由Ru纳米团簇和相邻的Mn-N4部分组成的RuNC@Mn-N4催化剂，该催化剂在宽温条件下表现出优异的氧还原反应（ORR）性能。研究团队通过NH4Cl热解诱导商业RuO2和MnO2粉末在氮掺杂纳米碳上的原位再分布，简便地制备了这种Ru基杂化催化剂。他们还通过X射线吸收光谱（XAS）测量探究了催化剂中Ru和Mn元素的配位环境，并通过电化学测试评估了催化剂的性能。此外，该研究还探讨了Mn-N4部分在激活RuNC中的作用以及RuNC@Mn-N4催化剂的ORR催化机理。
关键观点总结
关键观点1: 催化剂的合成与表征
通过NH4Cl热解诱导商业RuO2和MnO2粉末在氮掺杂纳米碳上的原位再分布，简便地制备了Ru基杂化催化剂。催化剂的D峰与G峰的强度比（ID/IG）、BET比表面积和N含量有所增加。
关键观点2: 同步辐射表征催化剂的原子结构
通过X射线吸收光谱（XAS）测量进一步探究了制备的催化剂中Ru和Mn元素的配位环境，发现Ru处于金属状态，与相邻的Mn-N4部分之间存在直接的电子耦合相互作用。
关键观点3: RuNC@Mn-N4催化剂的性能评估
RuNC@Mn-N4的LSV曲线显示其半波电位（E1/2）比商用Pt/C高出48mV，具有出色的电化学氧还原反应（ORR）性能。此外，该催化剂在酸性介质中也表现出优异的活性和稳定性。
关键观点4: Mn-N4部分在激活RuNC中的作用
Mn-N4部分的引入改变了RuNC的电子结构，使其具有更高的催化活性。密度泛函理论（DFT）计算表明，Mn-N4部分与RuNC之间的电子相互作用优化了ORR中间体的吸附强度。
关键观点5: RuNC@Mn-N4催化剂的实际应用
RuNC@Mn-N4催化剂在水系宽温锌-空气电池中表现出优异的性能，特别是在极端气候条件下。即使在很宽的温度范围内（-60℃至60℃），该催化剂驱动的锌空气电池在倍率性能和比容量上相比Pt/C也有显著优势。
文章预览
科学材料站 文 章 信 息 长春应化所逯乐慧/何文辉团队 Matter ：活化Ru纳米团簇用于水系宽温锌-空气电池中的强效氧还原 第一作者：刘如鹏 通讯作者：何文辉*，逯乐慧* 单位：中国科学院长春应用化学研究所，中国科学技术大学 科学材料站 研 究 背 景 全球极端气候事件发生的频率不断增加，再加上人类活动范围的不断扩大(例如在沙漠、极地和海底)，激发了人们对探索在宽温度条件下运行的清洁能源技术的兴趣。水系宽温锌-空气电池的优势与挑战：由于其理论能量密度高(1,086 Wh kg -1 )、成本低和安全性高，水系锌空气电池(ZAB)成为解决可再生能源问题的一种有希望的选择。然而，由于阴极氧还原反应(ORR)的温度敏感性，在极端气候条件下(-60°C 至 60°C)使用 ZAB 会带来重大障碍，因为该反应涉及动力学缓慢的多步质子和电子转移过程。先前的研究表
………………………………
