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合理设计和高效双功能氧电催化剂的开发在推进锌-空气电池方面起着至关重要的作用。单原子催化剂(SACs)已经展现出高的转化频率和位点密度，但其实际应用根本上受到持久的活性-稳定性权衡的限制，即氧还原中间体的刚性尺度关系。为了解决这些挑战，首先进行密度泛函理论(DFT)计算以揭示异金属配位在Co中心引发的电负性驱动的电荷重分布，随后通过可扩展的活字印刷方法合成了一系列原子分散的CoM/NC催化剂。优化后的CoFe/NC结构在氧还原和演变之间保持了0.641 V的小电位差，展现出优异的双功能活性，超越了Pt/C-RuO2。CoFe/NC催化剂在可充电的锌-空气电池中表现出卓越的双功能活性，提供了227 mW cm−2的峰值功率密度，并具有超过350小时的强稳定性。这项工作为通过双金属架构中的电子结构工程打破SAC的内在限制建立了普遍的范式。• 使用密度泛函理论建立了基于Co催化剂的双功能数据库。• 通过通用策略合成了多种双金属基Co催化剂。• 优化后的CoFe/NC催化剂在锌-空气电池中表现出高性能。• 发现了一种全面改善电催化性能的协同机制。
Yu等人(周五)研究了这个问题。