近日，复旦大学化学系赵东元院士/李伟教授团队和材料科学系王飞研究员合作在Nature Sustainability（《自然·可持续发展》）以长文形式发表了题为“Two-electron redox chemistry via single-atom catalyst for reversible zinc–air batteries（《单原子催化材料用于两电子可逆锌空气电池》）”的研究成果，首次揭示了两电子中性锌空气电池催化材料的设计原则，构筑了可持续、低成本、高性能的电化学储能器件，助力我国“双碳”战略。本文第一作者为复旦大学张威副研究员、王楠博士和内蒙古大学张江威研究员，李伟教授/王飞研究员为本文通讯作者。
团队发展了一种循序合成的策略，制备了一种二维介孔碳载单原子催化材料。此材料具有高度暴露的不对称FeN2S2位点，可以高选择性的催化两电子氧还原反应。使用此材料组装的两电子中性锌空气电池表现出创纪录的放电电压（~1.20 V）和超高的循环稳定性（~400 h），甚至可以与传统碱性锌空气电池相媲美。进一步结合同步辐射吸收谱学分析、精细结构表征与理论计算技术，团队解析了活性中心及催化动态过程，阐明了催化材料各组分的协同增效原理，揭示了催化反应机制，建立了构效关系，为高性能催化材料的创制提供了参考。
