近日，博业体育（中国）有限责任公司化学工程学院辽宁省“能源材料与电化学”重点实验室安百钢教授团队的研究成果“Multi-layered active sites attached in 1D/3D hierarchical conductive network promote dioxygen fragmentation”在《Applied Surface Science》在线发表。论文第一作者为2020级博士研究生陆月，导师孙呈郭教授为通讯作者，张涵副教授为共同通讯作者。该项目研究工作得到了国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金、兴辽英才计划项目以及辽宁省能源材料与电化学重点实验室的支持。

　　迟缓的氧催化反应动力学过程直接限制了锌-空气电池（ZABs）的能量转换效率，构建促进氧还原反应（ORR）的高效催化剂可满足高性能ZABs的迫切需求。然而通过优化ORR中氧中间体的吸附和解吸行为来提升催化剂的催化能力更具挑战性。近期，研究人员将多层次活性位点封装在1D/3D杂化导电网络骨架中，构建了具有串珠状结构的多层次铁、钴双金属催化剂（Fe/Co-NC）。通过构筑的多层次催化活性位点来改变活性位点的配位环境进而优化了ORR中氧中间体的吸附和解吸过程，提升氧还原动力学。研究发现，在较高的极限电位下，多层次活性位点加速了ORR的决定步骤、削弱了氧中间体的吸附和解吸，有利于4电子转移过程（图1）。得益于独特的多层次催化活性位点以及串珠状1D/3D混合导电网络结构，Fe/Co-NC作为电池阴极催化剂组装的ZABs可提供超高的功率密度（238.6 mW cm ^-2）、能量密度（819 mA h g _Zn ^-1）和优异的循环稳定性（10 mA cm ^-2，300 h）（图2）。

　　相关链接： https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.158099