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具有協同雙核活性位點的雙原子催化劑有可能打破氧還原反應中成熟的單原子催化劑的線性標度關系；然而，設計具有合理局部微環境以實現高活性和選擇性的雙原子催化劑仍然是一個巨大的挑戰。

在這里，四川大學Xikui Liu，Chong Cheng設計了一種雙苯并菲梯形聚合物，其在 Ketjenblack 基質上具有明確定義的密集雙核鈷位點。

文章要點

1）完全共軛的梯形結構和碳基質之間的強電子耦合效應增強了鈷中心和氧中間體之間的電子轉移，從而誘導 Co(II) 的 3d 電子從低自旋躍遷到高自旋躍遷。

2）原位技術和理論計算揭示了 Co₂N₄O₂ 活性位點和反應中間體的動態演變。

3）在堿性條件下，該催化劑表現出優異的氧還原反應活性，起始電位為1.10 V，半波電位為1.00 V，經過30,000次循環后衰減不明顯，將ORR電催化的過電位邊界推到較低水平。

該工作為在能源轉換技術中設計具有明確配位和電子結構的高效雙原子催化劑提供了平臺。

參考文獻

Zhang, Z., Xing, Z., Luo, X. et al. Densely populated macrocyclic dicobalt sites in ladder polymers for low-overpotential oxygen reduction catalysis. Nat Commun 16, 921 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-56066-8

https://doi.org/10.1038/s41467-025-56066-8