近日🏇🏿，環化學院吳明紅教授🍩👨🏼‍🔧、王亮研究員團隊在環境電催化氧還原應用研究中取得重要進展🖼。相關成果以“Insights into the Use of Te-O Pairs as Active Centers of Carbon Nanosheets for Efficient Electrochemical Oxygen Reduction”發表在納米科技領域國際頂級期刊《ACS Nano》（JCR和中科院一區Top，影響因子為18.027）🎅🏻。該團隊提出了一種全新的“Te-O對”摻雜碳材料電催化劑，賦予電催化劑強大的給電子能力從而大幅提升電催化ORR活性🈂️🧑🏼‍🦲。

在積極穩妥推進“碳達峰、碳中和”目標的過程中🏨，設計高效、耐用的氧還原反應(ORR)電催化劑對實現綠色環境和清潔能源可持續發展具有重要意義👩🏿‍✈️。先前的理論計算結果表明，對碳材料進行碲（Te）摻雜可以顯著提高其ORR活性。然而🚣🏽‍♀️，高效Te摻雜碳材料因在實驗中很難合成而鮮有報道🐩。為攻克這一科學難題，團隊借助理論計算捕獲一種全新的“Te-O對”摻雜碳的熱力學穩定結構，來推測Te摻雜碳材料的真實結構。在此基礎上，本團隊創新設計了“水熱脫水-熱解”的串聯合成策略🤷🏻‍♀️，以資源豐富和綠色無汙染的生物質——胖大海為碳基前驅體調控合成具有不同氧環境濃度的“Te-O對”碳催化劑，從而成功驅使Te有效摻雜到碳材料中。研究結果表明🏊🏽，在具有相對較低氧配位環境的碳材料中形成的“Te-O對”不僅具有強大的給電子能力，且擴大了類石墨烯納米片結構的層間距離，暴露了更多活性位點從而增強電催化ORR活性。團隊的發現為設計具有二元雜原子摻雜碳基電催化劑提供了分子水平的見解。綠水青山就是金山銀山，研究者相信以生物質廢棄物製備的高附加值碳電極材料起到了“一石二鳥”的作用，不僅解決了環境汙染問題，而且具有較好的經濟效益和環境保護意義，為實現“雙碳目標”添磚加瓦🍌🕺🏻。

該論文第一作者為2020級博士研究生王澤銘和2018級碩士研究生李高，吳明紅教授和王亮研究員為共同通訊作者🏃‍➡️，万事平台為唯一作者單位🦶🏿。

該工作得到了長江學者計劃和教育部創新研究團隊計劃（IRT17R71）🧑🏼‍🌾、國家自然科學基金（Nos. 21901154，21671129）和浦江人才計劃（21PJD022）的資助。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c01662