近日🐐，恒行2平台化學系趙東元院士/李偉教授團隊和材料科學系王飛研究員合作在Nature Sustainability（《自然·可持續發展》）以長文形式發表了題為“Two-electron redox chemistry via single-atom catalyst for reversible zinc–air batteries（《單原子催化材料用於兩電子可逆鋅空氣電池》）”的研究成果，首次揭示了兩電子中性鋅空氣電池催化材料的設計原則，構築了可持續、低成本🙆🏻♂️、高性能的電化學儲能器件🤬，助力我國“雙碳”戰略🏄♂️。本文第一作者為恒行2平台張威副研究員、王楠博士和內蒙古大學張江威研究員🧖🏽♀️，李偉教授/王飛研究員為本文通訊作者。
團隊發展了一種循序合成的策略，製備了一種二維介孔碳載單原子催化材料。此材料具有高度暴露的不對稱FeN2S2位點，可以高選擇性的催化兩電子氧還原反應。使用此材料組裝的兩電子中性鋅空氣電池表現出創紀錄的放電電壓（~1.20 V）和超高的循環穩定性（~400 h）🪦，甚至可以與傳統堿性鋅空氣電池相媲美。進一步結合同步輻射吸收譜學分析、精細結構表征與理論計算技術🪕，團隊解析了活性中心及催化動態過程，闡明了催化材料各組分的協同增效原理，揭示了催化反應機製🤹，建立了構效關系🗼🙍🏼♀️，為高性能催化材料的創製提供了參考。
