Fe-N-C催化剂是锌空气电池（ZAB）中氧电催化反应最有前途的候选者之一，但实现持续的高活性仍然是一个具有挑战性的问题。

在此，中南大学Xiaoqing Qiu，Shanyong Chen证明，将Mn单原子引入Fe-N-C（Mn₁@Fe-N-C/CNTs）中可以实现高效且持久的氧电催化性能并在ZAB中应用。

文章要点

1）多重表征证实 Mn₁@Fe-N-C/CNTs 具有 Mn-N₂O₂ 和 Fe-N₄ 位点以及 Fe 纳米粒子。 Mn-N₂O₂ 位点不仅可以调节 Fe-N_x 位点的电子结构以增强本征活性，而且还可以清除 Fe-Nx 位点的自由基攻击，从而提高 ORR 耐久性。因此，Mn₁@Fe-N-C/CNTs 比传统 Fe-N-C 催化剂表现出增强的 ORR 性能，与可逆氢电极 (RHE) 相比，E_1/2 高达 0.89 V，并在 15 000 CV 后保持 ORR 活性。

2）令人印象深刻的是，Mn₁@Fe-N-C/CNTs还表现出优异的OER活性，并且在10 mA cm⁻² (Ej₁₀)下ORR的E_1/2和OER电势之间的差异(ΔE)仅为0.59 V，优于大多数报道的催化剂。此外，在 ZAB 中证明了 Mn₁@Fe-N-C/CNT 的可维持双功能活性，在长达 200 小时的循环电压效率几乎不变。

这项工作凸显了Mn单原子在增强ORR活性和稳定性方面的关键作用，促进了先进催化剂的发展。

参考文献

Lan Ran, et al, Mn Single-Atom Tuning Fe-N‑C Catalyst Enables Highly Efficient and Durable Oxygen Electrocatalysis and Zinc−Air Batteries, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c09100

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c09100