低成本、高效的氧还原反应/析氧反应（ORR/OER）双功能电催化剂对于可充电锌−空气电池的应用至关重要。考虑到单原子催化剂（SACs）的高催化活性，大规模制备SACs用于ZABS是可取的，但仍具有挑战性。

近日，华南理工大学彭新文教授，斯坦福大学Khalil Amine，阿贡国家实验室陆俊教授报道了提出了一种新的、有效的二合一制备板状SACs的策略。

文章要点

1）Lewis酸被广泛应用于制浆工业的早期预处理，将木材水解成5-羟甲基糠醛和其他产品。在本工作中，FeCl₃能够同时部分水解木材中的纤维素和半纤维素，不仅留下了丰富的纳米孔，而且在微通道中嵌入了大量的Fe³⁺离子。碳化后的非掺杂炭化木质炭进一步还原和稳定了配位的Fe³⁺。

2）将所制备的Fe−N−C单原子催化剂负载在木质多孔炭（SAC-FEN-WPC），不使用粘结剂和碳布，直接用作ZABs的自支撑电极材料。由于具有层次化的多孔结构和单原子均匀分散在木质碳基体上，SAC-FEN-WPC具有较高的ORR/OER反应性，其ORR半波电位为0.85 V（与可逆氢电极相比）和过电位ΔE（E_OER−E_ORR）为0.78 V。而以SAC-FEN-WPC为阴极构建的ZAB具有较高的功率密度（70.2 mW cm⁻²，准固态）和长期稳定性。

这种方法成功地将单原子Fe−N−C催化剂引入到资源丰富的木材上，为低成本、大规模制备SACs提供了一种很有前途的策略。

参考文献

Linxin Zhong, et al, Wood Carbon Based Single-Atom Catalyst for Rechargeable Zn−Air Batteries, ACS Energy Lett.2021

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01678

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01678