近日，新疆和田学院化学与化工学院科研团队在高效双功能氧电催化剂材料研究方面取得重要进展，成功设计并制备出一种具有优异氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）活性的Co₃O₄/Ag NPs复合电催化剂，为发展高性能金属空气电池等电化学能量存储与转换器件提供了新思路。

开发低成本、高活性且稳定的非贵金属双功能氧电催化剂，以替代昂贵的铂（Pt）、钌（Ru）等贵金属催化剂，是推动清洁能源技术大规模应用的关键挑战之一。针对这一目标，研究团队创新性地通过简单的固相反应与热处理工艺，成功构建了Co₃O₄纳米晶体与银纳米颗粒（Ag NPs）强耦合的复合结构。

研究发现，该Co₃O₄/Ag NPs复合材料在碱性介质中表现出卓越的双功能催化性能。其ORR半波电位达到0.75 V，OER在10 mA cm⁻²电流密度下的过电位仅为1.47 V，性能与商业Pt/C + RuO₂催化剂相当。同时，该催化剂展现出接近理想的4电子转移路径、较小的反应动力学能垒以及优异的长期运行稳定性和抗甲醇中毒能力。

机理研究表明，Co₃O₄与Ag NPs之间存在的强电子相互作用是关键。这种作用不仅诱导电子从Ag向Co₃O₄转移，有效调控了界面处Co²⁺/Co³⁺的比例，还显著增加了表面氧空位的浓度，从而优化了对氧中间体的吸附/脱附行为，极大提升了本征催化活性。

为进一步验证其应用潜力，团队以此材料作为空气正极组装了液态锌空气电池。测试结果表明，该电池具有较高的峰值功率密度（124.32 mW cm⁻²）和优良的充放电循环稳定性，在100次循环后充放电电压差仍能稳定在0.84 V，展现出良好的实际应用前景。

该研究深入揭示了过渡金属氧化物与金属纳米颗粒间的协同催化机制，为理性设计与开发高效、稳定的双功能氧电催化剂提供了新的策略和理论依据。

（来源：贺明化    编辑：贺明化    初审：马强强    复审：赵惠    终审：郇峰）