锌空气电池（ZABs）具有价格低廉、安全性能好和能量密度高等优势，被认为是极具发展前景的新一代储能器件。ZABs性能主要受限于其空气电极上动力学缓慢的氧还原反应（ORR）与氧析出反应（OER）及其反应物/产物的扩散路径与电子传输效率。因此，研发低成本且高性能的多功能空气电极应用于ZABs，备受科研工作者的关注。
在碳基底上锚定催化活性物质是研发空气电极催化剂最有效的方法，其中：碳载原子Fe-N4团簇是一类目前最高效的非贵金属ORR催化剂，碳载FeNi氢氧化物是一类目前最有前景的非贵金属OER催化剂。因此，二者结合的复合催化剂有望同时实现ORR/OER的双催化功能。石墨烯作为一种典型的碳材料，具有高的比表面积及优异的导电性能，在电化学储能领域展现出巨大的应用前景。其中，三维石墨烯网络作为电极材料，可大幅缩短扩散路径和降低界面电阻，从而提高储能器件的性能。
基于此，本工作提出自支撑三维互连石墨烯网络锚定Fe-N4团簇和FeNi氢氧化物作为空气电极的策略，通过在泡沫镍上催化生长石墨烯并将还原氧化石墨烯填充到泡沫孔隙中，形成了一个传质速率快且高导电性的三维互连石墨烯网络，随后利用该网络锚定含有Fe-N4位点（铁酞菁）和FeNi氢氧化物，分别用于促进放电过程中的ORR和充电过程中的OER，实现高性能多功能空气电极的构建。实验研究结合理论研究证明了研制的空气电极在水系和柔性固态ZABs应用上具有良好的实用性，并揭示其高电催化活性的内在原因。
NF@GF/rGO-FePc||FeNi的制备及形貌结构表征
上述研究以“Three-Dimensional Interconnected Graphene Network-Based High-Performance Air Electrode for Rechargeable Zinc-Air Batteries”为题，发表在SusMat（IF=28.4）上。论文的第一作者为我院2021级硕士研究生安佳兴，通讯作者为我院李金成副教授、BETVLCTOR伟德官网下载材料学院荣菊副教授及中国科学院金属研究所刘畅研究员。该研究工作得到了国家自然科学基金（52102046）及云南省优秀青年基金项目（202301AW070016）的资助。
论文链接：http://doi.org/10.1002/sus2.201