可充电锌空气电池的实际应用面临着双功能催化剂不足、气液固三相界面矛盾以及基本理解模糊等挑战。有鉴于此，南方科技大学徐保民教授、Xiongwei Zhong、清华大学周光敏副教授等报道提出了一种“变色龙”双功能催化剂，这种双功能催化剂是在镍铁层双氢氧化物（Ru_SA-NiFe-LDH）上接枝修饰钌单原子。

本文要点

（1）

RuSA-NiFe-LDH在充电过程中的适应性氧化生成羟基氧化物物种（Ru_SA-NiFeOOH），暴露作为OER反应的活性位点，而放电过程中可逆还原为NiFe-LDH暴露了氧还原反应的活性部位。此外，具有亲水层和疏水层的分级空气阴极有助于Ru_SA-NiFe-LDH和Ru_SA-NiFeOOH之间的可逆转化，加速氧气气泡的脱附，并抑制碳电极的腐蚀。

（2）

锌空气电池每循环具有100 mAh cm^-2的高充放电容量，0.67 V的电压间隙，在10 mA cm^-2中具有2400小时的延长循环寿命。通过电极电位去耦合监测、监控氧气气泡的脱离、碳含量定量表征，全面的研究表明空气阴极催化反应的热力学和动力学。

参考文献

Zhong, X., Xiao, X., Li, Q. et al. Understanding the active site in chameleon-like bifunctional catalyst for practical rechargeable zinc-air batteries. Nat Commun 15, 9616 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-54019-1

https://www.nature.com/articles/s41467-024-54019-1