氧还原反应在与能量相关的设备中起着至关重要的作用。
然而，该反应中涉及的四电子转移过程通常受到缓慢动力学的限制。
单原子（SA）铁催化剂因其高原子利用率而受到广泛关注，然而，载体结构对加速反应的影响却在很大程度上被忽视了。
基于此，2025年3月23日，南京理工大学段金贵等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Orderly Stacked “Tile” Architecture with Single-Atom Iron Boosts Oxygen Reduction in Liquid and Solid-State Zn–Air Batteries》的研究论文。
受边缘丰富且排列有序的瓦片（有利于雨水排泄）的启发，通过一种具有“瓦片”组装结构的新金属-有机框架的形态保持转化，制备了具有高度分散的SA铁和掺杂硫的有序堆叠“瓦片”碳。
该催化剂在0.1 M KOH中展现出更高的半波电位（0.91 V），与Pt/C以及层状碳上的铁原子相比，这是由于“瓦片”碳结构加速了反应动力学，而掺杂的硫削弱了铁-氧的相互作用，降低了∗OH的结合强度。
重要的是，该催化剂在空气阳极工作时，为液态和固态锌空气电池提供动力，展现出高功率密度和显著的稳定性，并且可以有效为手机充电。
这项工作不仅提供了一种有效的催化剂，还突出了“瓦片”结构对于开发先进催化剂的重要性。
Orderly Stacked “Tile” Architecture with Single-Atom Iron Boosts Oxygen Reduction in Liquid and Solid-State Zn–Air Batteries,Adv. Funct. Mater.,2025.https://doi.org/10.1002/adfm.202502834
