在锌空气电池领域，设计和制备具有可逆氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）双功能氧电催化性能的非贵金属材料一直是研究热点。
基于此，2025年3月10日，中国石油大学李永峰、杨帆等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Tailoring Oxygen Electrocatalytic Performance via Construction of Iron-Cobalt Oxides and FeN4 Sites on Hierarchical Carbon Fibers for Efficient Zinc–Air Batteries》的研究论文。
在此，作者通过静电纺丝以及吡咯的原位聚合结合热解，合成了负载有氧化铁钴颗粒（FeCoOₓ）和Fe-Nₓ位点的分级碳纳米纤维催化剂。FeCoOₓ/Fe─N─C展现出卓越的双功能电催化性能（E₁/₂ = 0.91 V，η₁₀ = 350 mV）。采用FeCoOₓ/Fe─N─C的液态锌空气电池表现出184.8 mW cm⁻²的高功率和超过580次的稳定循环能力。
此外，引入铁钴矿可以引入额外的电子，并优化对氧中间体的吸附能力，从而有效提升固有的ORR活性。实验结果表明，尖晶石铁氧体的特殊几何结构提供了优异的OER催化性能。理论计算表明，FeCoOₓ的引入使铁的d带中心更接近费米能级（Eₓ），从而调节了Fe 3d和O 2p轨道之间的杂化。
这项工作为构建具有单原子与氧化物颗粒共存的耦合催化剂以实现高效双功能催化提供了一种有效方法。
Tailoring Oxygen Electrocatalytic Performance via Construction of Iron-Cobalt Oxides and FeN4 Sites on Hierarchical Carbon Fibers for Efficient Zinc–Air Batteries, Adv. Funct. Mater. 2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202422039
