同济 傅婧团队SMTD：通过集中电场和磁场增强Pt@Ni锥的氧还原反应

本文研究了氧还原反应（ORR）中动力学迟缓的问题，提出了通过集中电场和磁场增强Pt@Ni锥的ORR性能的方法。研究背景指出，ORR存在固有的动力学迟缓问题，主要由于质子耦合电子转移（PCET）步骤的能垒较高。研究目的是通过调控界面微环境与外场效应，同时优化ORR的本征动力学与传质效率。研究结果表明，Pt@Ni锥电极在无强制氧饱和条件下表现出更高的起始电位和更快的扩散区动力学。尖端结构产生的增强局部电场重组了界面水分子取向，降低了速率决定步骤的能垒。此外，铁磁性Ni锥增强了局域磁场，与电场协同促进了界面传质。实验证明，在外磁场作用下，磁流体动力学（MHD）流动显著提升了扩散区电流密度。该研究为持续高效的ORR催化活性提供了最优条件，展示了场效应方法在电催化领域的潜力。