催化剂的结构设计和原子调节是一枚硬币的两面，两者都被认为是调控固有电催化活性的关键因素。

有鉴于此，郑州大学的刘新红教授、邵国胜教授、曹国钦、胡俊华教授等人，以新型CoZn-ZIF作为前驱体材料，在双氰胺的作用下，通过热解的方法制备出钴单原子负载的氮掺杂石墨片及管的复合材料（CoSAs-NGST），是一种优异的ORR/OER双功能催化剂。

本文要点

1）CoSAs-NGST主要由竹节状的石墨管和片层石墨组成。从饼状结构到低维结构的形态转化不仅增强了钴单原子的分散性，还诱导了缺陷状态的演变，形成了富CoN4的氮掺杂石墨烯管。

2）密度泛函理论（DFT）模型表明，Co-N₄-tube和Co-N₄-sheet的协同效应是CoSAs-NGST的ORR/OER活性增强的根本原因。

3）单原子分散，杂原子掺杂的具有两种（片和管）结构的CoSAs-NGST具有优异的ORR/OER双功能催化活性。除了优异的ORR/OER双功能催化性能外，CoSAs‐NGST在锌-空气充电池上的充放电电压降为0.93 V，明显优于Pt/C+RuO₂催化剂。

总之，该工作为碳基催化剂的结构设计和原子调制之间的关系提供了一种见解。

参考文献：

Jinjin Ban et al. Dual Evolution in Defect and Morphology of Single‐Atom Dispersed Carbon Based Oxygen Electrocatalyst. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202010472

https://doi.org/10.1002/adfm.202010472