双位点单原子催化剂可以高效调节多个反应过程，同时，人们可以清晰的揭示潜在的反应机理。然而，人们实现双位点单原子催化剂的精细原子工程方面仍然面临巨大的挑战。
近日，南京航空航天大学彭生杰教授，天津大学韩晓鹏副教授报道了成功制备了一种氮掺杂的碳基质中原子分散的Fe-Ni单原子催化剂(FeNi SAs/NC)，其对电催化氧还原/析氧反应（ORR/OER）具有优异的催化性能。
文章要点
1）实验结果显示，FeNi SAs/NC催化剂在10 mA cm−2时表现出较高的氧化还原起始电位（0.98 V）、半波电位（0.84 V）和较低的过电位（270 mV）。
2）密度泛函理论（DFT）计算表明，Fe位点作为活性中心可以促进四电子反应过程，而Ni位调节了Fe位的电子结构，进一步降低了速率决定步骤的势垒。此外，氮掺杂的碳基质防止了金属原子的聚集和腐蚀，从而提高了催化剂的耐久性。
3）研究人员采用FeNi SAs/NC催化剂组装了柔性准固态锌（铝）-空气电池，其表现出比基于商用Pt/C的电池的更高峰值功率密度和放电比容量。
研究工作为用于柔性消费电子新一代能源器件中双功能电催化剂的设计与合成提供了指导。
参考文献
Deshuang Yu, et al, Dual-Sites Coordination Engineering of Single Atom Catalysts for Flexible Metal–Air Batteries, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202101242
https://doi.org/10.1002/aenm.202101242
