調(diào)控單原子電催化劑（single-atom electrocatalysts）的局部自旋構(gòu)型在促進氧還原反應(yīng)（ORR）方面具有巨大的前景，但是仍面臨缺乏有效手段的挑戰(zhàn)?；诖耍?strong>蘇州大學(xué)邵名望教授和廖凡、常熟理工學(xué)院耿洪波教授（共同通訊作者）等人報道了通過機械-熱研磨法合理設(shè)計和合成了一種由原子分散的Pt和Co在氮摻雜碳上組成的二元原子催化劑（PtCo-NC）。

密度泛函理論（DFT）計算表明，原子分散的Co的引入導(dǎo)致相鄰Pt原子的自旋極化，從而優(yōu)化了吸收能量并降低了速率決定步驟的能壘，進而加速了PtCo-NC的氧催化反應(yīng)動力學(xué)。因此，所構(gòu)建的PtCo-NC催化劑具有出色的ORR性能，具有正半波電位（0.85 V）、高的動力學(xué)電流密度（0.8 V時為83.3 mA cm^-2）、低Tafel斜率（85 mV/dec）和強大的循環(huán)穩(wěn)定性（在堿性介質(zhì)中運行170 h后保留率超過90%）。

此外，將PtCo-NC作為陰極催化劑，基于PtCo-NC的鋅-空氣電池具有最高達到204 mW cm^-2的功率密度，以及優(yōu)異的倍率容量和卓越的耐用性。該工作可能為提高氧還原反應(yīng)活性提供新的見解，引領(lǐng)對可再生能源存儲和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的高效催化劑的探索。

Mechano-thermal milling synthesis of atomically dispersed platinum with spin polarization induced by cobalt atoms towards enhanced oxygen reduction reaction. Nano Energy, 2022, DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107341.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107341.