JACS：氟化驱动碳基ORR电催化剂结构重排的原子级探索

本研究探讨了通过氟（F）掺杂调控氮（N）在碳基电催化剂中的原子排列，以提升氧还原反应（ORR）性能。研究发现，F的引入促使碳基质中的吡咯氮（Pr-N）转化为高活性的石墨氮（G-N）和吡啶氮（Py-N），形成不对称的活性位点。这种结构重排优化了中间产物的吸附能，使催化剂在碱性条件下半波电位（E1/2）达到0.9 V，优于商用铂碳（Pt/C）催化剂。此外，该催化剂在中性和酸性介质中也表现出优异的活性和稳定性。理论计算验证了F与N的协同作用降低了ORR过电位，展示了其在可再生能源系统中的广泛应用前景。