开发具有低成本、高效率的析氧（OER）和还原（ORR）双功能电催化剂是实现可充电锌空气电池（ZABs）实用化的迫切需要。然而，实现空气电催化剂的高催化性能仍然是一个挑战。

近日，加拿大滑铁卢大学陈忠伟教授，华南师范大学王新副教授，Yongguang Zhang报道了采用纳米铸造法设计合成了一种三维有序大孔Co₃O₄电催化剂。然后进一步对磷掺杂的Co₃O_4-δ（3DOM P-Co₃O_4-δ）进行了可控的磷化处理，以诱导缺陷工程。

文章要点

1）通过对氧空位（V_O）的调节，研究人员揭示了Co³⁺部分还原为Co²⁺是提高3DOM P-Co₃O_4-δ本征ORR和OER双功能电催化性能的关键。

2）实验结果显示，3DOM P-Co₃O_4-δ综合了几何和电子的优点，其ORR半波电位为0.82 V，OER过电位仅为366 mV，即可获得10 mA cm^-2的电流密度，可与贵金属基准电催化剂相媲美。特别是在恒流循环测试下，基于3DOM P-Co₃O_4-δ的ZABs显示出0.84 V的电位间隙，在10 mA cm^-2时，250 h的电压衰减可以忽略不计。

这项研究提供了一条简便易行、可扩展的途径，有望对未来多孔电催化剂的制备及其能源相关应用的研究起到启发作用。

参考文献

Daorui Wang ,  Ya-Ping Deng ,  Yongguang Zhang ,  Yan Zhao , Guofu Zhou , Lingling Shui , Yongfeng Hu , Mohsen Shakouri , Xin Wang , Zhongwei Chen , Defect engineering on three-dimensionally ordered macroporous phosphorus doped Co₃O_4–δ microspheres as an efficient bifunctional electrocatalyst for Zn-air batteries, Energy Storage Materials

(2021)

DOI：10.1016/j.ensm.2021.06.017

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.06.017