可充电锌空气电池的发展很大程度上依赖于双功能氧电催化剂，以提供卓越的氧还原/析氧反应（ORR/OER）性能。
然而，设计具有优异双功能活性和稳定性的电催化剂仍然是一个挑战。
基于此，2025年3月25日，吉林大学管景奇等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《A Triatomic Cobalt Catalyst for Oxygen Electrocatalysis》的研究论文。
在这里，作者采用了一种超快速打印方法，将三原子钴复合物前驱体高效地嵌入到石墨烯纳米片上，从而得到了一种三原子催化剂（Co3-NG），其在电催化氧还原反应（ORR，半波电位为0.903 V）和析氧反应（OER，10 mA cm⁻²时的过电位为1.596 V）中表现出持久且优异的双功能催化性能。
所制备的Co3-NG组装的锌空气电池在330 mA cm⁻²下可输出最大功率密度为189.0 mW cm⁻²，并且在25°C的测试条件下可充放电超过3000次，显著优于Pt/C+RuO₂基准催化剂（146.5 mW cm⁻²，360次）。
原位X射线吸收光谱（XAS）分析和理论计算揭示了Co3ON6是双功能ORR/OER电催化的活性位点。
所构建的三角锥形活性位点有效地调节了d带中心和电子构型，从而促进了氧中间体的吸附/脱附。
这项工作揭示了三原子活性中心的几何和电子结构在提高电化学能源应用中双功能ORR/OER性能方面起着关键作用。
A Triatomic Cobalt Catalyst for Oxygen Electrocatalysis，Angew. Chem. Int. Ed.，2025.https://doi.org/10.1002/anie.202503019
