随着新一代柔性可穿戴电子产品的不断发展，纤维状锌空气电池以其高能量密度和低成本等优点受到了广泛的关注，但同时也因缺乏有效的电催化剂而严重阻碍了其发展。

有鉴于此，苏州大学耿凤霞教授和悉尼科技大学汪国秀教授等人，设计了一种独特的分子片状三金属氮化物电催化剂，并通过金属碳化钛片对其进行了稳定。

本文要点

1）设计制备了在金属碳化钛（Ti₃C₂）片上用钛金属稳定的NiFeMn三金属氮化物分子薄片催化剂。声子色散研究和从头算分子动力学模拟证实了用Ti₃C₂终止分子氮化物后，热力学稳定性得到了改善。由于两种类型薄片之间的界面处紧密接触和强烈的相互作用，有效地防止了氮化物薄片的重新堆积或团聚，从而产生了所需的分子薄片。

2）该材料除了对析氧反应表现出优异的电催化活性之外，还同时对氧还原反应表现出良好的催化活性，半波电势低至0.84 V。

3）以设计的电催化剂为空气阴极，凝胶为电解液的柔性纤维型锌空气电池，电化学性能得到了显著增强，而且具有很好的稳定性，其能量密度高达627 Wh kg_zn^-1。

总之，该工作为在未来可穿戴和便携设备应用中利用二维薄片催化剂开辟了新的途径。

参考文献：

Zhihan Wu et al. Molecularly Thin Nitride Sheets Stabilized by Titanium Carbide as Efficient Bifunctional Electrocatalysts for Fiber-Shaped Rechargeable Zinc-Air Batteries. Nano Lett., 2020.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c00717

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00717