金屬-氧鍵對金屬氧化物基催化劑的氧反應動力學有明顯影響，但仍面臨著認知有限和調節不足的瓶頸。

在此，同濟大學潘爭輝團隊&華南理工大學丘勇才團隊開發了一種獨特的策略，即通過離子交換實現的無定形/結晶異質結來精確地定制金屬氧鍵結構。

研究表明，與原始的無定形CoSnO3-y相比，鐵離子交換誘導的無定形/結晶結構加強了Sn-O鍵，削弱了Co-O鍵的強度，并引入了額外的Fe-O鍵，同時伴隨著豐富的鈷缺陷和具有更大孔隙結構和比表面積的最佳氧缺陷。金屬-氧鍵結構的優化由晶體結構的引入主導，并由Fe-O鍵和豐富的Co缺陷的引入進一步推動。

圖1. 催化劑表面界面的電子結構的特征

值得注意的是，摻鐵的無定形/晶體催化劑（Co1-xSnO3-y-Fe0.021-A/C）表現出優異的氧進化反應和氧還原反應活性，在10 mA cm^-1時，OER和ORR的過電位分別降低了84 mV（半波電位）和63 mV。此外，用Co1-xSnO3-y-Fe0.021-A/C組裝的鋅-空氣電池具有良好的輸出功率密度、循環性能和靈活性。

總之，該工作為調節金屬氧鍵結構提供了新的靈感，并加深了對金屬氧鍵結構和催化活性之間關系的理解，從而合理地設計高效的電催化劑。

圖2. 鋅-空氣電池的性能

Tailoring Metal–Oxygen Bonds Boosts Oxygen Reaction Kinetics for High-Performance Zinc–Air Batteries, Nano Letters 2023 DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00053