具有协同双核活性位点的双原子催化剂（DACs）有可能打破传统单原子催化剂在氧还原反应（ORR）中所遵循的线性比例关系。
然而，设计具有合理局部微环境、高活性和选择性的双原子催化剂仍然是一个巨大的挑战。
2025年1月22日，四川大学刘习奎教授/程冲教授在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Densely populated macrocyclic dicobalt sites in ladder polymers for low-overpotential oxygen reduction catalysis》的研究论文
在本文中，研究人员设计了一种bisalphen梯形聚合物，在Ketjenblack底物上具有明确致密的双核钴位点。
完全共轭的梯形结构与碳基底之间的强电子耦合效应增强了钴（Co）中心与氧中间体之间的电子转移，诱导了Co(II)的3d电子从低自旋到高自旋跃迁。
原位技术与理论计算揭示了Co2N4O2活性位点和反应中间体的动态演变。
在碱性条件下，该催化剂展现出优异的氧还原反应活性，其起始电位为1.10 V，半波电位为1.00 V，在经过30,000次循环后几乎没有衰减，将ORR电催化的过电位边界推至较低水平。
该工作为设计能量转换技术中具有明确配位和电子结构的高效双原子催化剂提供了一个平台。
图文解读
图1：CoCo-BiSalphen@KB的示意图
图2：电化学表征
图3：锌-空气电池性能
文献信息Zhang, Z., Xing, Z., Luo, X.et al.Densely populated macrocyclic dicobalt sites in ladder polymers for low-overpotential oxygen reduction catalysis.Nat. Commun.,(2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56066-8.
