鋅-空氣電池(ZABs)具有高理論能量密度、高的安全性和低成本，被認為是最有前途的儲能系統。ZABs發展的一個核心問題是探索能夠有效催化析氧反應(OER)和氧還原反應(ORR)以實現長期穩定運行的空氣陰極，為了解決這一難題，人們在實現具有可控組成和納米結構的鈣鈦礦氧化物的合理設計方面付出巨大努力。

近日，蘭州大學席聘賢和香港理工大學黃勃龍等通過配體輔助合成策略，成功制備具有蛋黃殼納米結構的鈣鈦礦氧化物LaCo_1-xFe_xO₃。

研究人員合成一系列鈣鈦礦氧化物LaCo_1-xFe_xO₃ YSNs(x=0.00、0.10、0.25、0.50、0.75和1.00)。通過溶劑熱反應和隨后在空氣中的熱退火過程制備前體La-M-BTC固體微球，獲得的YSNs由保護殼構成，在核殼之間具有較大的中空空間。

得益于LaCo_1-xFe_xO₃獨特的結構和組成，其在電流密度為10 mA cm^-2時表現出310 mV的OER過電位，并且能夠長期穩定運行100小時。原位拉曼光譜表明，Fe取代促進了Co位點的預氧化，并在相對較低的施加電位下誘導表面重構為活性Co羥基氧化物，保證了優異的催化性能。

密度泛函理論(DFT)計算表明，將Fe適當引入鈣鈦礦LaCoO₃可提高析氧反應(OER)催化劑的電活性和耐久性；同時Fe-3d軌道對Co-3d軌道顯示出釘扎效應，以在OER的低過電位下保持Co位點的穩定價態。

此外，用LaCo_0.75Fe_0.25O組裝的鋅-空氣電池(ZAB)具有1.47 V的高開路電位、905 Wh kg^-1_Zn的能量密度以及在大溫度范圍內的優異穩定性。這項工作為設計高性能鈣鈦礦型電催化劑提供了一種有效的策略，可廣泛應用于能量轉換和存儲設備。

Boosting the Electrocatalytic Oxygen Evolution of Perovskite LaCo_1-xFe_xO₃ by the Construction of Yolk-Shell Nanostructures and Electronic Modulation. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202201131