对于可充电金属-空气电池来说，开发一种具有加速动力学的高效双功能电催化剂十分重要，但也具有挑战性。

有鉴于此，南京航空航天大学彭生杰教授、斯威本科技大学Chenghua Sun教授和天津大学韩晓鹏等人，合理地设计和合成了一系列阴离子调控的亚2 nm超薄硫代磷酸盐纳米片(NiPS₃-xSex NSs)，作为锌空气电池的双功能析氧/氧还原反应(OER/ORR)电催化剂。

本文要点

1）将Se掺入原始NiPS₃后，Se掺杂剂（0≤x≤0.5）的增加导致（001）晶面间距的扩大和部分无序的结构生成。更重要的是，可以通过协调阴离子和阳离子之间的相互作用来合理地调节活性位点的电子结构。

2）密度泛函理论计算表明，这种定制的电子结构减少了OER和ORR的热力学势垒步骤的过电位，并缩短了能带隙，这可以加速电催化过程中的反应动力学并增强电导率。

3）因此，对于Zn-空气设备，获得的NiPS₃-xSex NSs表现出低的OER过电位（250 mV）和ORR起始电位（0.94 V），大的功率密度（152 mW cm^-2）和优异的稳定性（96 h循环），远远超过了贵金属催化剂。

总之，该工作为用于金属-空气电池技术的高效双功能电催化剂提供了一种新颖的制备策略。

参考文献：

Junnan Song et al. Sub‐2 nm Thiophosphate Nanosheets with Heteroatom Doping for Enhanced Oxygen Electrocatalysis. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202100618

https://doi.org/10.1002/adfm.202100618