结构为M-N₄结构的单原子催化剂具有优异的ORR电催化前景。但是通常结构对称的M-N₄单原子位点电子的分布是对称的，这种对称的电子结构不利于中间体物种的吸附，因此阻碍单原子催化剂性能的提高。

有鉴于此，中国科学技术大学刘庆华、中南大学潘军、湖南师范大学苏徽等报道调节单原子催化剂的配位对称性，构筑了打破电子分布对称性的Cl-Co-N₄单原子催化剂，这种电子配位结构不对称的Co单原子表现更好的ORR电催化活性。

本文要点

（1）

通过原位光谱表征说明对称性打破的Cl-Co-N₄单原子催化剂能够通过动态的结构变化转变为Cl-Co-N₂，因此能够调节Co 3d轨道电子填充，降低d能带的电子填充都（d^5.8→d^5.28），因此有助于促进4电子ORR反应的发生。

（2）

通过调节Co单原子催化剂的配位结构，在ORR催化反应中的半波电位达到0.93 V，质量活性达到5480 A g_metal^-1。使用这种单原子Co催化剂作为阴极，构筑Zn-空气电池表现优异的能量密度和稳定性。

参考文献

Liu, M., Zhang, J., Su, H. et al. In situ modulating coordination fields of single-atom cobalt catalyst for enhanced oxygen reduction reaction. Nat Commun 15, 1675 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-45990-w

https://www.nature.com/articles/s41467-024-45990-w