燃料电池作为一种新型洁净能源的转换设备，因具有装置简单、体积小、携带方便、能量密度高等优势而受到广泛关注。然而，燃料电池阴极氧还原反应动力学缓慢以及高Pt价格和低铂利用率，严重阻碍了其大规模应用的商业化进程。中科院长春应化所徐维林课题组从成本和性能的角度出发，制备了一系列高效、低成本单原子非铂和单原子铂氧还原催化剂。 相关成果发布于《先进功能材料》、《自然通讯》。
徐维林团队与合作者利用廉价的炭黑和锌前驱体，简易地制备了廉价的单原子锌基氧还原电催化剂，该催化剂展现出和商业碳载铂相媲美的氧还原性能，并具有很好的稳定性。高角环形暗场扫描隧道显微镜证实该锌基催化剂中的锌主要是以单原子锌存在，而扩展的X-射线吸收近边谱证实单原子锌的主要存在方式为Zn-N4。进一步的理论计算表明该单原子锌催化剂的高催化活性主要来源于Zn-N4结构。
同时，该团队还与他人合作，详细报道了一种廉价炭黑负载的高性能(高活性、高稳定性及抗毒化能力)的单原子Pt电催化剂。
这些关于高效单原子锌和单原子铂氧还原电催化剂的系列工作为目前制备廉价高效燃料电池阴极电催化剂提供了一个全新的研究思路。
