氧还原反应（ORR）电催化剂对于准固态锌空气电池（ZABs）的广泛应用至关重要，但众所周知的Fe-N-C单原子催化剂（SACs）由于对含氧中间体的强吸附不利于催化反应动力学，而且催化剂的活性和稳定性较低。有鉴于此，南方科技大学徐强教授、王启晨、扬州大学庞欢教授等报道通过金属-有机框架（MOF）介导的两步串联热解方法合成了锚定在氮掺杂碳纳米棒（Fe/I-N-CR）上的双Fe/I单原子。原子级I掺杂通过长程电子离域效应调节Fe-N_x中心的电子结构。由于双Fe/I单原子位点的协同效应和1D纳米棒的结构优点，Fe/I-N-CR催化剂显示出优异的ORR活性和稳定性，优于Pt/C和Fe或I SACs。

本文要点

（1）

当Fe/I-N-CR用作准固态ZABs的阴极时，在20 mA cm^-2下实现了197.9 mW cm^-2的高功率密度和280小时的超长循环寿命，大大超过了商用Pt/C+IrO₂（119.1 mW cm^-1和47 h）。此外，Fe/I-N-CR基准固态ZABs实现了-40至60°C的宽温度适应性和优异的稳定性。

（2）

这项工作通过MOF介导的两步串联热解策略，设计具有金属/非金属中心的高性能双功能SAC催化剂，用于ORR和ZAB。

参考文献

Meng Du, Bingxian Chu, Qichen Wang, Cheng Li, Yu Lu, Zhan Zhang, Xin Xiao, Cong-Qiao Xu, Meng Gu, Jun Li, Huan Pang, Qiang Xu, Dual Fe/I Single-Atom Electrocatalyst for High-Performance Oxygen Reduction and Wide-Temperature Quasi-Solid-State Zn-Air Batteries, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202412978

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412978