电催化剂缺乏催化ORR和OER的双功能位点，阻碍了可充电金属-空气电池的应用。这是因为ORR和OER在机理上相互限制（mutual constraint），比如相同的含氧中间体，以及吸附能标度关系的限制。

有鉴于此，中国科学院大学张天然副教授、刘向峰教授、南京航空航天大学彭生杰教授等报道高价态Ir单原子修饰在MnOx上（Ir_SA-MnO_x）构成双功能催化剂。

本文要点：

（1）

Ir_SA-MnO_x表现了区别的ORR和OER反应路径，其中在高价态Ir位点发生4e^- ORR。而且具有新型OER反应机理，化学活化协同机理。这种机理中通过独特的自发化学活化过程产生直接O-O偶联反应。

（2）

Ir_SA-MnO_x表现优异的双功能催化活性，在10 mA cm^-2电流密度，OER电位和ORR半波电位之间的区别仅为0.635 V。这项工作打破了催化剂的标度关系，为设计高效多功能电催化剂提供新型方法。

参考文献

Ziyi Yang, Fayuan Lai, Qianjiang Mao, Chong Liu, Shengjie Peng, Xiangfeng Liu, Tianran Zhang, Breaking the Mutual-Constraint of Bifunctional Oxygen Electrocatalysis via Direct O─O Coupling on High-Valence Ir Single-Atom on MnO_x, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202412950

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412950