晶格失配引起的应变导致晶体中局部原子排列的变化可以以多种方式有效地调节锌空气电池电催化剂的性能，这主要是由于调制的电子结构构型影响氧还原和析氧反应（ORR和OER）中形成的氧中间体的吸附能。然而，由于结构不稳定如溶解和破坏引起的应变弛豫，导致对ORR/OER的耐久性不足，应变工程在电催化中的应用受到严重阻碍。

近日，美国中佛罗里达大学杨阳教授，南方科技大学谷猛教授，俄勒冈州立大学冯振兴教授，德克萨斯大学奥斯汀分校Yuanyue Liu报道了提出了一种掺杂策略来调节自支撑的氟化钴-硫化钴（CoFS）纳米孔膜的相变和形成，并使用少量的铜（Cu）作为掺杂剂。这种结构精准的Cu-COFS异质结克服了结构不稳定性的问题。通过揭示局域应变对催化剂电子结构的调节作用，对Cu-COFS的研究也有助于人们建立应变电催化剂的结构-性能关系。

文章要点

1）通过优化中间体的吸附能，显著提高了催化剂ORR/OER的活性和稳定性。特别是，通过适当地控制应变状态，Cu_6.81-CoFS催化剂具有理想的催化性能，对ORR和OER的起始电位分别为0.91 V和1.49 V，超过了商用Pt/C@RuO₂和基准的非铂族金属（non-PGMs）催化剂。

2）采用Cu-COFS催化剂的ZABs具有优良的充放电循环性能，在电流密度为10 mA cm^-2时的充放电间隙为0.5 V，在大电流密度为100 mA cm^-2时的充放电间隙为0.93 V，峰值功率密度为255 mW cm^-2，循环时间均超过480 h。

这项工作为利用应变工程合理设计高效电催化剂提供了新的认识。同时，在结构精准的异质结构材料中所提出的掺杂调制应变控制可应用于局域应变对实现性能改善起关键作用的更广泛的领域，包括但不限于量子光子学、超导科学、智能电子学等领域。

参考文献

Zhao Li, et al, Doping-modulated Strain Control of Bifunctional Electrocatalysis for Rechargeable Zinc-air Batteries, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE01271A

https://doi.org/10.1039/D1EE01271A