通过调整微观结构以优化电子构型，可以调节过渡金属催化剂的氧电催化活性。
基于此，2025年3月16日，聊城大学孟凡鹏、李海波，澳大利亚阿德莱德大学Huayang Zhang等人在国际知名期刊Advanced Energy Materials发表题为《Single-Atom Co Meets Remote Fe for a Synergistic Boost in Oxygen Electrocatalysis》的研究论文。
在此，作者开发了一种一步法“配位选择性合成”策略，将钴单原子位点和铁基纳米颗粒整合到同一基质中，从而实现长程电子相互作用，增强Co-N₄的活性并提升氧还原反应性能。
X射线吸收光谱确认，远程铁基纳米颗粒调节了Co-N₄位点的电子分布。
结构表征显示，最佳催化剂Co₅₀%Fe₅₀%-NC包含金属铁、Fe₃O₄和Fe₄N物种。
电化学测量表明，该催化剂的起始电位和半波电位分别为0.984 V和0.927 V，优于仅含Co-N₄位点的Co₁₀₀%-NC。
此外，它还展现出高效的析氧反应性能，在20 mA cm⁻²时达到298 mV的过电位，与RuO₂相当。
密度泛函理论计算揭示，Fe₄N优化了含氧中间体的吸附/脱附，降低了理论过电位。
使用Co₅₀%Fe₅₀%-NC组装的锌空气电池展现出优于Pt/C的性能，突显了其在双功能氧电催化中的潜力。
本研究提供了一种通过利用原子级和纳米级金属物种之间的协同作用来设计高性能催化剂的方法。
Single-Atom Co Meets Remote Fe for a Synergistic Boost in Oxygen Electrocatalysis,Adv. Energy Mater.,2025.https://doi.org/10.1002/aenm.202500617
