高容量和高能效的锌空气电池(ZABS)在实际苛刻的应用中具有良好的性能，其瓶颈主要来自氧催化动力学的迟缓和锌/电解液界面的不稳定。

在本工作中，中南大学雷永鹏教授合成了N掺杂缺陷碳催化剂(Mn₁/NDC)负载的边缘配位的Mn-N₄-C₁₂配位催化剂，表现出良好的氧还原/析氧反应(ORR/OER)的双功能性能，其低能隙为0.684 V。

文章要点

1）理论计算表明，边缘配位的Mn-N₄-C₁₂配位的ORR/OER最低，这是由于OH*的吸附自由能降低所致。

2）基于Mn₁/NDC的水性ZABS具有令人印象深刻的倍率性能、超长的放电寿命和出色的稳定性。值得注意的是，组装的固体ZABs表现出1.29 Ah的高容量，8 mAcm⁻²的大临界电流密度，以及在−40 °C下强劲的循环稳定性和优异的能量效率，这应该归功于Mn1/NDC和防冻固态电解液良好的双功能性能。同时，具有高极性的亲锌纳米复合材料SSE具有稳定的界面兼容性。

这项工作不仅突出了超低温大容量ZABs用氧电催化剂原子结构设计的重要性，而且促进了恶劣条件下可持续发展的锌基电池的发展。

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Qichen Wang, et al, Edge-Hosted Mn‑N₄‑C₁₂ Site Tunes Adsorption Energy for Ultralow-Temperature and HighCapacity Solid-State Zn-Air Battery, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c02521

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c02521