黄剑锋/冯永强团队和何朝政团队CEJ：新型氯氮共配位钌单原子电催化剂高效稳定驱动全解水和锌-空气电池装置

要点一：Ru-Cl-N SAC的构型解析

本工作通过将氯化钌分子锚定在钴基沸石咪唑酯骨架（ZIF-67）的空腔中，然后进行热解和对钴颗粒和不稳定的钌物种酸蚀刻合成了一种新型高效的与Cl和N配位的钌单原子（Ru-Cl-N SAC）作为HER、OER和ORR的多功能电催化剂。X射线同步辐射吸附光谱结合密度泛函理论（DFT）计算结果揭示了RuCl₂N₂的优化配位构型。

要点二：高效的三功能电催化性能及器件装配

Ru-Cl-N SAC表现出高效的电催化性能，HER的10 mA cm^-2过电位仅为12 mV，OER仅需233 mV的过电位便可提供10 mA cm^-2的电流密度，ORR的半波电位（vs. RHE）高达0.90 V，基于此组装的整体水分解电池只需要1.49 V的低电位即可达到10 mA cm^-2，搭建的可充电锌空气电池比容量高达804.26 mAh g^-1同时具有不低于360小时循环充放电的稳定性。

要点三：电化学反应机理分析

本文结合结构表征、性能测试以及理论计算结果证实，Cl的引入调节了单原子Ru的电子环境，降低了H在单原子Ru位点最稳定的吸附能和含氧中间体的吸附自由能，大大降低了HER、OER的过电位和ORR，从而实现了高效的三功能一体化电催化性能。

Atomic ruthenium coordinated with chlorine and nitrogen as efficient and multifunctional electrocatalyst for overall water splitting and rechargeable zinc-air battery

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.136078

黄剑锋 教授  

二级教授，博士研究生导师，副校长。陕西科技大学“材料科学与工程学科”方向学科带头人，新世纪百千万人才工程国家级人选，享受政府特殊津贴专家，国家有突出贡献的中青年专家，教育部“新世纪优秀人才”，陕西省中青年科技领军人才，陕西省“特支计划”领军人才，陕西省优秀教师，陕西省教学名师，陕西省“三秦人才”，中国陶瓷行业“有突出贡献的陶瓷科技工作者”，“陕西省陶瓷材料绿色制造重点科技创新团队”负责人，“陕西省无机非金属材料重点教学团队”负责人。中国材料研究学会理事，中国硅酸盐学会理事，中国硅酸盐学会陶瓷分会副理事长。国家科技奖评审专家，教育部、陕西省等多部委科技奖励和项目评审专家。主要从事纳米能源与光电催化材料、功能涂层、先进陶瓷及功能复合材料等方面的研究。出版《硅酸盐材料装饰与装饰技术》、《溶胶-凝胶原理及技术》、《纤维增强树脂基复合材料及其湿式摩擦学性能》等专著4部，在Advanced Functional Materials，Nano Energy，Small，Applied Catalysis B：Environment，Carbon，Corrosion Science，Journal of the European Ceramic Society，《无机材料学报》等国内外著名学术期刊发表论文共计300余篇，其中中科院一区论文100余篇，高被引论文6篇，论文它引3200余次，单篇论文他引300余次。授权国家发明专利200余件，十余项专利技术获得了工程应用。获得国家技术发明二等奖1项，国家自然科学二等奖1项，陕西省科学技术一等奖、教育部科技发明一等奖、中国轻工联合会科学技术发明一等奖、中国建材联合会科技进步一等奖、陕西省高等教育教学成果特等和一等奖等省部级奖励10余项。

冯永强 副教授  

陕西科技大学副教授，博士生导师，入选陕西省“高层次人才引进计划”，陕西省青年“科技新星”，中国化工学会精细化工专业委员会青年委员。主要研究方向：富勒烯碳纳米材料、金属有机框架材料、纳米光电催化材料的应用研究。近年来在J. Am. Chem. Soc., Nature Commun., Appl. Catal. B-Environ.,Chem. Eng. J, J. Mater. Chem. A,Chem. Commun., Nanoscale等国际知名期刊发表学术论文30余篇，参与撰写《Comprehensive Supramolecular Chemistry (II)》英文专著一部。

何朝政 教授  

西安工业大学校特聘教授，研究生导师，陕西省青年千人。新能源与环境友好材料研究所所长。山西师范大学、河南理工大学兼职研究生导师。Chin. Chem. Lett.编委，客座编辑。Adv. Powder. Mater.青年编委，Rare Metals青年编委，客座编辑。Mater. Today Phys.客座编辑。Adv. Theor. Simul.客座编辑。Chinese J Struc. Chem.青年编委，客座编辑。研究方向为能源与环境催化、Li-S电池材料、结构预测及性能调控等。现已在著名国际刊物Adv.Funct. Mater.、Appl. Catal. B、J. Mater. Chem. A/C、Chem. Engin. J、Carbon、Chin. Chem. Lett.等国际著名杂志发表SCI论文110余篇。热点论文1篇，高被引论文6篇。个人H因子24。主持国家自然科学基金2项。荣获河南省科技进步三等奖一项。

陈俊生：陕西科技大学黄剑锋教授课题组硕士研究生，研究方向为ZIF衍生电催化剂的结构调控及其性能研究。