近日，我校材料学院云斯宁教授“新能源材料”研究团队在美国化学协会主办的国际期刊《ACS Catalysis》（影响因子:13.084）上发表了题为“Cobalt-BasedIncorporatedMetalsin Metal-Organic Framework-Derived Nitrogen-Doped Carbon as a Robust Catalyst for Triiodide Reduction in Photovoltaics（钴基双金属协同金属-有机骨架衍生的氮掺杂碳电催化剂在光伏器件中的碘还原性能）”的研究论文。论文通过构筑双金属活性位点协同氮掺杂碳以提升金属-有机骨架衍生氮掺杂碳电催化剂的碘还原性能，将Nb, Mo, Bi金属并入Co基金属-有机骨架中，设计并制备了双金属-氮活性位点修饰的氮掺杂多孔碳电催化材料(Mo/Co−N−C、Nb/Co−N−C、Bi/Co−N−C)。作为对电极催化剂，在第三代光伏器件的染料敏化太阳能电池中，表现了出色的碘还原性能。这种出色的催化行为主要归功于双金属活性位点与氮掺杂碳结构的协同作用，从而显著降低了电池的传荷电阻，提高了器件稳定性。采用这类电催化剂制备的太阳能电池获得的光电功率转换效率为7.98%，远远高于同等试验条件下使用贵金属Pt催化剂的电池的光电功率转换效率(7.10%)。西安建筑科技大学云斯宁教授为论文的唯一通讯作者，第一作者为团队外籍成员Nosheen Zafar。

在电催化领域中，发展新材料最大的挑战是寻求可替代贵金属材料的类铂催化剂。将两种不同的金属原子掺杂到金属-有机骨架衍生的多孔碳催化剂，可构筑氮配位双金属活性位点。在增加活性位点的同时，金属间会产生协同效应，可显著增强催化剂的催化活性。得益于不同金属离子之间强烈的协同效应以及碳纳米管与多孔结构增强的电子传输过程，与金属-氮配位碳基催化剂相比，双金属-氮配位在引入更多的催化活性位点的基础上，更能优化催化材料的电子结构，进而大幅提升催化剂材料的催化性能。

这项工作不仅为制备氮配位双金属修饰的碳基催化剂提供了有效的策略，而且为双金属活性位点协同作用的设计、调控和催化机制的理解提供了理论指导。

期刊链接：

https://pubs.acs.org/journal/accacs/

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04286

媒体报道：

研之成理:云斯宁教授课题组ACS Catalysis：双金属活性位点协同氮掺杂碳提升电催化剂在光伏器件中的碘还原性能

https://mp.weixin.qq.com/s/POypDUzrBNs-YvIdFPD1Nw

能源学人：西安建大云斯宁ACS Catalysis：双金属活性位点协同氮掺杂碳提升MOF衍生氮掺杂碳电催化剂的碘还原性能

https://mp.weixin.qq.com/s/myLoMC-fo493JhLIT7JZzg