近日，福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院在氧还原电催化剂的设计与应用方面取得重要阶段性进展，相关成果以“Charge regulation through rare earth metal oxides for single-atomic/cluster Co-based electrocatalysts towards boosting oxygen reduction reaction”为题发表于催化类国际顶级期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（影响因子20.3，中科院一区）。这是研究团队近期成果继PMS发表后，又一重要成果登上国际顶级期刊。

单原子/团簇金属基电催化剂（M-N-C）在氧还原反应（ORR）中展现出巨大潜力，但活性和耐久性不足限制了其实际应用（Shufan Wang, et al., Progress in Materials Science, 2025, 101389, https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101389）。为此，郑云教授、张久俊院士研究团队提出了一种新策略—利用稀土金属氧化物（REMOs）对M-N-C催化剂进行电荷调控，显著提升其ORR性能。本研究以代表性的钴基催化剂为例，通过系统计算筛选10余种稀土金属氧化物REMOs，最终选定CeO₂作为代表优化M-N-C材料，成功制备出新型REMO-Co-N-C电催化剂。该催化剂表现出卓越的活性和稳定性：半波电位（E₁/₂）高达0.90 V，且在10,000次循环后仅衰减8 mV。结合原位实验与理论模拟，郑云教授/张久俊院士研究团队深入揭示了催化机制：REMOs的电荷调控可有效优化M-N-C的电子结构，促进关键中间体（OH*）的脱附，加速反应动力学。这一发现突破了传统d/p区元素调控的局限，为M-N-C催化剂的设计提供了全新思路。

我院22级博士生王淑凡为该论文的第一作者。福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院为第一单位。论文得到福州大学郑云教授、庄泽文副教授、颜蔚教授、张久俊院士的共同指导，获得首批国家自然科学基金外国资深学者研究基金团队试点项目（22250710676，https://news.fzu.edu.cn/info/1011/27470.htm）、福建省中青年教师教育科研项目（JZ230002）福建省闽江学者奖励计划项目、福州大学材料科学与工程学院一流学科培优项目的资助。

文章信息：S. Wang, L. Li, Y. Zheng, C. Xu, Z. Zhuang, K. Sun, W. Yan, J. Zhang, Charge regulation through rare earth metal oxides for single-atomic/cluster Co-based electrocatalysts towards boosting oxygen reduction reaction, Applied Catalysis B: Environment and Energy, 377 (2025) 125493.

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125493.