陕科大沈梦霞、黄剑锋教授团队ACB：仿肺泡碳微球负载Fe-N3Se单原子/Fe团簇的氧还原性能增效机制

本文针对锌空气电池中氧还原反应动力学迟缓的问题，传统金属-氮-碳单原子催化剂因Fe-N4对称构型导致电子局域化和传质受限等挑战，提出原子尺度配位工程与仿生结构协同调控策略。研究通过硒诱导构建Fe-N3Se非对称配位单原子与Fe原子簇共锚定的氮/硒双掺杂仿生肺泡分级多孔碳催化剂，解决电子局域化和传质瓶颈。实验表明该催化剂具有优异的ORR活性（起始电位0.99 V，半波电位0.90 V）和稳定性（循环9000次后衰减仅3 mV），应用于水系和准固态锌空气电池时展现出高功率密度和循环稳定性。密度泛函理论计算证实不对称配位与Fe原子簇的协同作用优化了中间体吸附能垒，促进O-O键断裂。