南科大&清华，Nat. Commun.：制备类变色龙的自适应调节催化活性位点的双功能催化剂，锌空气电...

主要观点总结

本文介绍了南方科技大学和清华大学深圳国际研究生院的研究团队在锌空气电池领域取得的最新研究成果。他们合作发表了一篇论文，揭示了类变色龙双功能催化剂在二次锌空气电池中的活性位点。该文章涵盖了催化剂设计、活性和稳定性理论、层状空气电极设计、电池性能展示以及通讯作者简介等方面的内容。

关键观点总结

关键观点1: 催化剂设计和表征

研究团队通过理论计算筛选了具有高双功能催化活性的类变色龙催化剂，并用水热法制备了目标催化剂RuSA-NiFe LDH。该催化剂实现了OER和ORR的双功能催化，因其具有最低的氧析出和氧还原电势差，使催化性能大幅提升。

关键观点2: 氧还原/氧化活性和稳定性

研究团队在KOH电解液中评估了RuSA-NiFe LDH的OER和ORR性能，并揭示了其在高氧化电位下的自适应路径，证明了其稳定性与优异的双功能催化性能。

关键观点3: 活性和稳定性理论研究

密度泛函理论（DFT）计算显示，Ru的引入改善了中间体的吸附能，降低了反应的能垒。此外，RuSA-NiFe LDH/NiFeOOH在适当的电势下具有较好的氧化抗性和稳定性。

关键观点4: 层状空气电极的设计和优点

研究团队开发出具有亲水层和疏水层的新型RuSA-NiFe LDH空气电极，解决了传统空气阴极的气-液-固三相界面矛盾的问题，提高了锌空气电池的循环稳定性和性能。

关键观点5: 双功能催化剂在空气电极中的作用

研究团队通过一系列表征技术，研究了氧气气泡扩散、碳腐蚀和电压波动现象，明确了变色龙双功能催化剂在空气电极中的作用。

关键观点6: 电池性能展示和通讯作者简介

基于RuSA-NiFe LDH的锌空气电池实现了高开路电压、优异的功率密度和显著的能量效率，并在循环寿命测试中表现出良好的稳定性。通讯作者徐保民教授和周光敏副教授分别介绍了他们的研究背景和成就。

文章预览

科学材料站 文 章 信 息 揭示类变色龙双功能催化剂在二次锌空气电池中的活性位点 第一作者：钟熊伟，肖潇 通讯作者：钟熊伟*，周光敏*，徐保民* 单位：南方科技大学，清华大学深圳国际研究生院 科学材料站 研 究 背 景 锌空气电池因其高理论能量密度、高安全性、低成本和环保等优点，被认为在大规模储能中具有巨大潜力。然而，其实际应用受限于双功能催化剂在高充电电压下的活性低和易氧化问题，以及空气电极气-液-固三相界面的挑战。因此，目前大部分锌空气电池的每圈循环充放电容量较低（小于5 mAh cm -2 ），极化严重（充放电电压差大于0.8 V），循环寿命较短（小于500小时）。此外，缺乏有效表征手段来揭示空气电极的副反应和电压波动机制。为突破锌空气电池瓶颈，正极方面需解决两大关键挑战：一是调控双功能催化剂的活性位点 ………………………………