Fe-N配位单原子催化剂(SAC)被认为是锌空气电池(ZAB)氧还原反应(ORR)中商业Pt/C电催化剂最突出的替代品之一。然而，精确调节Fe位点的配位构型以提高SAC的催化性能仍然难以实现。

在此，中科院大连化物所吴忠帅研究员开发了一种限制在石墨烯骨架（Fe-N，O/G）中的N，O对称双配位Fe单原子的创新构型，具有配位不饱和（CUS）Fe位点，用于锌空气中高活性和耐用的ORR电催化剂电池。

文章要点

1）设计的催化剂通过调节Fe单原子的配位环境实现高效的ORR活性，提供0.86 V的正半波电位。此外，基于Fe-N，O/G催化阴极构建的锌-空气电池实现了164.7 mW cm^-2的峰值放电功率密度和在20 mA cm^-2下>150h的放电稳定性，超过了Pt/C催化剂。

2）理论计算结果表明，N,O对称配位的精细结构有利于提高电导率和活性，促进ORR过程中的4电子传输过程。

这项工作丰富了调节SAC协调环境以提高催化性能的系统。

参考文献

Yuejiao Li, et al, N,O Symmetric Double Coordination of Unsaturated Fe SingleAtom Confined within Graphene Framework for Extraordinarily Boosting Oxygen Reduction in Zn-Air Batteries, Energy Environ. Sci., 2023, DOI: 10.1039/D3EE00747B

https://doi.org/10.1039/D3EE00747B