李亚栋院士/冀淑方JACS：原子尺度调控Fe单原子Lewis酸性增强ORR

本文由清华大学李亚栋院士和冀淑方博士等人撰写，主要探讨了通过原子尺度调控Fe单原子的Lewis酸性来增强氧还原反应（ORR）催化性能的研究。研究背景基于氮掺杂碳载体修饰的Fe-N4结构活性位点的Fe-N-C催化剂在ORR催化中的潜力，但如何精确调节这些位点以增强催化活性仍是一个挑战。研究目的是通过调控Fe位点的空间配位结构，开发一种新的设计策略来增强ORR催化活性和反应动力学。研究结果表明，通过理论计算和实验验证，Fe1-N4SO2位点具有合适的Lewis酸性，能有效促进ORR反应，改善关键中间体的吸附能。实验合成的Fe1-N4SO2/NC催化剂在碱性和酸性条件下均显示出优异的ORR催化活性，性能超过传统Pt/C催化剂和其他Fe SAC催化剂。此外，这种新型催化剂在准固态Zn-空气电池中展现出广泛的应用前景。