锰酸钙（CaMnO₃， CMO）具有极高的OER/ORR催化应用潜力。但是，氧中间体与反应中心之间的弱相互作用导致了其缓慢的催化动力学。

近日，中山大学卢锡洪教授，姜久兴教授，Xiaoqing Liu提出了一种热致结构变形策略来触发CMO超高的氧催化活性。

文章要点

1）具有化学计量比的CMO是由共享角点的MnO₆八面体（每个Mn⁴⁺离子与6个氧阴离子配位）构成。当从CMO中部分提取氧原子时，由于Jahn-Teller效应，MnO₆八面体的结构将发生畸变。畸变样品（D-CMO）的Mn-O键会因Mn的d带和O的p带的轨道重叠而延长，从而引发电子重新分布，改善电导率并改变其表面性质。

2）研究人员在密度泛函理论（DFT）计算的支持下，揭示了这种八面体畸变引起的结构变化能够特异性地加强Mn中心与氧中间体之间的轨道相互作用，从而大大提高了氧催化动力学。因此，D-CMO空气阴极表现出比原始CMO样品更好的OER和ORR催化性能。

3）采用D-CMO阴极的柔性固态ZAB的性能明显优于贵金属基同类产品，其开路电压达到了1.46V，峰值功率密度为149 mW cm^-2，同时具有较长的循环寿命。

参考文献

Fan Yang, Jinhao Xie, Dewei Rao, Xiaoqing Liu, Jiuxing Jiang and Xihong Lu, Octahedral Distortion Enhances Exceptional Oxygen Catalytic Activity of Calcium Manganite for Advanced Zn-Air Batteries, Nano Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106020

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106020