近日，我校77779193永利官网汪勝祥教授和武漢理工大學寇宗魁教授以“Correlative Mn-Co catalyst excels Pt in oxygen reduction reaction of quasi-solid-state zinc-air batteries”為題在工程技術領域國際知名期刊《Nano Research》（中科院一區Top期刊）發表高水平論文。77779193永利官网為第一單位，77779193永利官网汪勝祥教授和武漢理工大學寇宗魁教授為共同通訊作者，77779193永利官网教師王婷婷博士為論文第一作者。

鋅空氣電池(ZABs)具有較高的理論能量密度(1086 Wh/kg)。與水系鋅空電池相比，固态鋅空電池具有安全，低成本等優勢，同時又具備更好的機械強度，不容易出現電解液洩露、短路等問題。随着全球便攜式和可穿戴電子産品市場的快速擴張，進一步推動了柔性準固态ZABs的廣泛研究。盡管具有巨大的商業化潛力，但采用準固态電解質的柔性ZABs仍處于早期階段。近年來，一系列在液态ZAB中表現良好優于貴金屬基的電催化劑（鉑、銥、钌基電催化劑）在準固态ZAB運行條件下電壓效率及穩定性（電壓差）顯著衰減，仍然無法與貴金屬催化劑相媲美。然而目前，準固态ZAB的催化劑是基于其在液态電池中的表現來設計制備的，對分析電催化劑在準固态電解質條件下的構效關系具有局限性，這極大阻礙了準固态ZAB的商業化進程。

針對上述問題，作者利用硼氫化鈉輔助Mn ²⁺與Co ²⁺離子共沉澱、原位合成高錳含量的雙金屬Mn/Co MOF，對前驅體進行一步碳化，在Co-N-C中引入Mn活性位點。在研究錳钴催化劑（Mn/Co-BNC）的過程中發現：同一催化劑在堿性液态氧還原反應（ORR）中活性低于商業鉑碳催化劑，但是組裝成準固态鋅空氣電池後發生明顯的反轉。對比分析RDE測試結果及準固态電池性能并結合多種圖譜表征，發現錳钴催化劑 Co、Mn協同優化催化劑在少水環境中對氧氣和水的吸附活性，Mn活化O₂而Co活化H₂O，協同催化伴随質子轉移的電極反應，圖1。

圖1. 準固态鋅空氣電池Mn/Co-BNC電催化劑表面氧氣和水活性機理分析

該發現不僅揭示了準固态鋅空氣電池催化劑設計的一個重要原理，這一研究将有力推動準固态鋅空氣電池的實用化進程。