我校学科团队在金属空气电池研究领域连续取得系列新进展

近日，我校材料学院张雷教授团队在金属空气电池领域连续取得重要进展，相关成果分别发表于《Energy & Environmental Science》和《Applied Catalysis B: Environment and Energy》两本国际重要期刊。两刊最新影响因子分别为31和21，均为材料与化学领域公认的权威期刊（中科院大类/小类一区Top期刊）。据悉，这是我校首次以第一单位在《Energy & Environmental Science》期刊上发表学术文章。

图1氮/硫共掺杂碳ORR无金属催化剂结构示意图

面向铝空电池中催化剂电子结构难以精准调控、氧传质受限等瓶颈，团队提出“刻蚀–掺杂–热解”一体化策略，构筑层级多孔的N/S共掺杂碳纳米反应器，实现活性位构型与传质路径的协同优化（图1）。研究表明，其中的S-C-N构型在工作状态下可自发、可逆转变为O_pre-S-C-N单元，从而动态调控邻近碳位电子结构并加速氧还原关键步骤。该工作以“Self-Optimizing Metal-Free Porous Reactors with Dynamic Active Sites Unlock Record Oxygen Reduction Activity”为题发表在《Energy & Environmental Science》。

图2双功能异质电催化剂结构示意图

针对可充锌空电池对ORR/OER双功能催化剂的高匹配需求，团队构建了以多重桥联界面为核心的电子流定向调控体系（图2）。该策略依托界面电荷转移实现位点电子态精细调控，建立了协同氧电催化的新范式，并在可充锌空气电池中获得高功率输出与稳定循环性能。相关成果以“Interfacial Electron Flow in a Fe₂P@NPC(core)/NiCo LDH(shell) Heterostructure Enables Site-Specific Electronic-State Modulation for Bifunctional Oxygen Electrocatalysis”为题发表于《Applied Catalysis B: Environment and Energy》。

张雷教授为上述两篇论文的通讯作者，徐巧玲博士在课题设计与实施过程中作出了重要贡献。相关研究工作得到了安徽省高校杰出青年科研项目的资助。

论文1链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/ee/d5ee03645c

论文2链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926337325012731?via%3Dihub