可充電鋅-空電池(ZABs)由于其能量密度大、安全性高、成本低和環境友好受到廣泛關注。開發低成本、高性能、耐用的雙功能ORR/OER電催化劑對于促進可充電ZAB的商業應用具有重要意義。香港大學邵敏華、中國科學院劉暢和昆明理工大學李金成等人報道了由CNT負載的單原子Co位點和碳-多面體錨定的Co納米物種組成的雙相碳基催化劑(CNT@CoSA-Co/NCP),表現出優異的電催化活性和耐用性。CNT@CoSA-Co/NCP具有雙相碳納米結構,一相是CNT負載的單原子金屬催化劑(單原子相),具有高ORR活性。另一種是碳錨定的納米級金屬物質(納米級相),顯示出優異的OER 活性。獨立的兩相通過導電碳納米管集成到同一催化劑中,有利于多步電子轉移并減輕放電-充電循環過程中活性部件的結構失效。CNT@CoSA-Co/NCP雙相碳催化劑在10 mA cm-2電流密度下的OER電位和ORR半波電位之間顯示出0.74 V的小過電位差,且利用其組裝的ZAB具有172 mW cm-2的大功率密度。 另外,CNT@CoSA-Co/NCP雙相碳催化劑在5 mA cm-2下顯示出 0.51 V的小充放電電位差、71.88%的高能量效率和出色的充放電循環穩定性。Dual-phasic carbon with Co single atoms and nanoparticles as a bifunctional oxygen electrocatalyst for rechargeable Zn-air batteries. Advanced Functional Materials, 2021. DOI: 10.1002/adfm.202103360