氧還原反應（ORR）電催化劑對于準固態鋅空氣電池（ZABs）的廣泛應用至關重要，但眾所周知的Fe-N-C單原子催化劑（SACs）由于對含氧中間體的強吸附不利于催化反應動力學，而且催化劑的活性和穩定性較低。有鑒于此，南方科技大學徐強教授、王啟晨、揚州大學龐歡教授等報道通過金屬-有機框架（MOF）介導的兩步串聯熱解方法合成了錨定在氮摻雜碳納米棒（Fe/I-N-CR）上的雙Fe/I單原子。原子級I摻雜通過長程電子離域效應調節Fe-Nx中心的電子結構。由于雙Fe/I單原子位點的協同效應和1D納米棒的結構優點，Fe/I-N-CR催化劑顯示出優異的ORR活性和穩定性，優于Pt/C和Fe或I SACs。
當Fe/I-N-CR用作準固態ZABs的陰極時，在20 mA cm-2下實現了197.9 mW cm-2的高功率密度和280小時的超長循環壽命，大大超過了商用Pt/C+IrO2（119.1 mW cm-1和47 h）。此外，Fe/I-N-CR基準固態ZABs實現了-40至60°C的寬溫度適應性和優異的穩定性。
（2）
這項工作通過MOF介導的兩步串聯熱解策略，設計具有金屬/非金屬中心的高性能雙功能SAC催化劑，用于ORR和ZAB。
參考文獻
Meng Du, Bingxian Chu, Qichen Wang, Cheng Li, Yu Lu, Zhan Zhang, Xin Xiao, Cong-Qiao Xu, Meng Gu, Jun Li, Huan Pang, Qiang Xu, Dual Fe/I Single-Atom Electrocatalyst for High-Performance Oxygen Reduction and Wide-Temperature Quasi-Solid-State Zn-Air Batteries, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202412978
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412978
