「七院院士」黄维领衔！西北工业大学李致朋EES | Fe-N-C单原子催化剂助力锌空气电池性能！

背景：单原子催化剂（SACs）的配位环境对其催化性能至关重要，传统的平面Fe-N₄结构对氧中间体吸附过强，限制了氧电催化活性。研究目的：西北工业大学黄维、李致朋等人提出结合对称性破缺和表面曲率工程的双尺度策略，设计锚定在硫/氮共掺杂凹面碳多面体上的Fe-N₄S₁位点，以提升Fe-N-C SACs在氧还原和析氧反应（ORR/OER）中的双功能活性，并应用于锌空气电池。结论：所得Fe-N₄S₁/SNhcC催化剂表现出卓越的ORR/OER活性，具有高半波电位和低电位差。机理上，不对称配位与凹面协同优化了*OH吸附并加速反应动力学。在准固态锌空气电池中，该催化剂在宽温域（-60至80°C）下展现出高功率密度和长循环稳定性，尤其在-40°C下实现安时级放电容量和超过2000小时寿命，突出了电子与形态调控对极端条件下储能应用的重要性。