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锌空气电池因其理论比容量高、安全性好而受到科研人员的广泛关注。最近，云南大学材料与能源学院郭宏教授的团队通过增强电池阴极的氧还原反应，改善了锌空气电池的性能，这意味着中国研究人员在新储能材料领域取得了新的进展。相关成果发表在国际著名杂志《储能材料》上。
以往，缓慢的阴极氧还原反应动力学严重限制了锌空气电池在实际生产和生活中的应用。同时，铂基氧还原催化剂的高价也促使人们开发低成本、高性能的催化剂。目前，许多研究证明，具有“铁-氮”结构的材料具有优异的阴极氧还原活性。然而，在阴极氧还原反应过程中，平面四边形结构的催化活性部分往往会成为贫电子区，最终会降低阴极氧还原反应的效率。引入富电子载体是提高催化剂阴极氧还原反应性能的常用策略，但金属中心的固有活性以及催化剂活性中心与载体之间的协同作用一直被忽视。因此，为了进一步了解氧电催化过程，我们应该深入研究催化剂中的原子轨道相互作用和电荷转移行为。
基于当前的研究基础和未来的问题，郭红教授的团队以还原的氧化石墨烯为电子给体载体，铁酞菁分子为反应位点，采用湿化学法一步制备了负载型阴极氧还原催化剂。该方案可以同时调节催化剂活性中心的电荷密度和铁离子3D层的电子结构。该催化剂不仅在碱性介质中表现出比市售铂碳催化剂更好的阴极氧还原性能，而且该催化剂驱动的锌-空气电池也显示出一定的实际应用潜力。催化剂活性中心的内外优化策略可以为氧电催化剂的机理研究提供一些思路和见解。
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