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單原子催化劑(SACs)在改善碘氧化還原動力學和減少多碘離子在鋅碘電池中的穿梭方面具有很大的潛力。然而，通過調節微環境以增強碘氧化還原動力學來提高傳統金屬氮(M-N₄)SACs的催化活性是一個巨大的挑戰。

近日，安徽工業大學何孝軍教授，北京化工大學邱介山教授，倫敦大學學院Guanjie He采用一鍋煅燒法制備了固定在碳納米管(記為FeSAs@BNCF)上的不對稱B/N配位鐵單原子(Fe-B₂N₂ ),并將其用作鋅-碘電池的碘主體。

文章要點

1）理論計算結果表明，與傳統的Fe-N₄相比，B位通過破壞Fe位周圍對稱的電子分布來增加電子密度。相應地，合成的Fe-B₂N₂ SACs顯著提高了鋅-碘電池中多碘離子的吸附和電催化活性。

2）此外，碳納米管為多碘化合物提供了更多的吸附位點。因此，以Fe-SAs@BNCF為主體的Zn-I₂電池可實現超長壽命(5 A g^-1下60，000次循環后78%的保持率)和額定容量(10 A g^-1下147 mAh g^-1)。這項工作為設計用于長壽命鋅-碘電池的具有不對稱單原子的高性能I₂陰極提供了一種有前途的策略。

參考文獻

Y. Li, A. Zhu, G.Peng, J. He, H. Li, D. Jia, G. He, J. Qiu and X. He, Energy Environ. Sci., 2025

DOI: 10.1039/D5EE00809C