近日，我校永利3886汪胜祥教授和武汉理工大学寇宗魁教授以“Correlative Mn-Co catalyst excels Pt in oxygen reduction reaction of quasi-solid-state zinc-air batteries”为题在工程技术领域国际知名期刊《Nano Research》（中科院一区Top期刊）发表高水平论文。永利3886为第一单位，永利3886汪胜祥教授和武汉理工大学寇宗魁教授为共同通讯作者，永利3886教师王婷婷博士为论文第一作者。

锌空气电池(ZABs)具有较高的理论能量密度(1086 Wh/kg)。与水系锌空电池相比，固态锌空电池具有安全，低成本等优势，同时又具备更好的机械强度，不容易出现电解液泄露、短路等问题。随着全球便携式和可穿戴电子产品市场的快速扩张，进一步推动了柔性准固态ZABs的广泛研究。尽管具有巨大的商业化潜力，但采用准固态电解质的柔性ZABs仍处于早期阶段。近年来，一系列在液态ZAB中表现良好优于贵金属基的电催化剂（铂、铱、钌基电催化剂）在准固态ZAB运行条件下电压效率及稳定性（电压差）显著衰减，仍然无法与贵金属催化剂相媲美。然而目前，准固态ZAB的催化剂是基于其在液态电池中的表现来设计制备的，对分析电催化剂在准固态电解质条件下的构效关系具有局限性，这极大阻碍了准固态ZAB的商业化进程。

针对上述问题，作者利用硼氢化钠辅助Mn ²⁺与Co ²⁺离子共沉淀、原位合成高锰含量的双金属Mn/Co MOF，对前驱体进行一步碳化，在Co-N-C中引入Mn活性位点。在研究锰钴催化剂（Mn/Co-BNC）的过程中发现：同一催化剂在碱性液态氧还原反应（ORR）中活性低于商业铂碳催化剂，但是组装成准固态锌空气电池后发生明显的反转。对比分析RDE测试结果及准固态电池性能并结合多种图谱表征，发现锰钴催化剂 Co、Mn协同优化催化剂在少水环境中对氧气和水的吸附活性，Mn活化O₂而Co活化H₂O，协同催化伴随质子转移的电极反应，图1。

图1. 准固态锌空气电池Mn/Co-BNC电催化剂表面氧气和水活性机理分析

该发现不仅揭示了准固态锌空气电池催化剂设计的一个重要原理，这一研究将有力推动准固态锌空气电池的实用化进程。