质子交换"唤醒"锰基催化剂：无铂ORR催化剂设计新突破

背景：在“双碳”目标下，氢燃料电池和金属-空气电池等清洁能源技术备受关注，但其核心的氧还原反应长期依赖昂贵的铂族金属催化剂，制约了产业化。锰基氧化物储量丰富、成本低，但存在本征活性不足和稳定性差的问题。研究目的：同济大学马吉伟团队旨在通过质子交换策略对尖晶石型锰酸锂进行改性，以提升其ORR催化性能，为设计高效非贵金属催化剂提供新思路。结论：研究表明，质子化处理在不改变材料组分的前提下，通过调控晶体结构与电子构型，显著提升了催化活性和稳定性。改性后的催化剂半波电位达到0.81 V，稳定性优异，并通过实验与理论计算揭示了“质子化→电子结构优化→吸附能调控→动力学提升”的增强机制。该工作为锂嵌入氧化物的催化改性提供了通用方法，推动了锰基材料在燃料电池等领域的应用。