基于Co-SA-rGO的Li-O₂電池提供了2.83 V的高放電平臺(tái)和12760.8 mAh g^?1的大放電容量。此外，電池可承受空氣中的腐蝕，并在220次循環(huán)中保持穩(wěn)定。

通過(guò)DFT計(jì)算，作者研究了Co-SA-rGO催化劑對(duì)Li-O₂化學(xué)的催化活性和反應(yīng)過(guò)程。電荷密度分布和bader電荷數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)，單個(gè)Co原子帶正電荷，其中電負(fù)性很強(qiáng)的N原子獲得電子。

吸附在Co-N₄位點(diǎn)上的LiO₂*的結(jié)構(gòu)模型和電荷密度差發(fā)現(xiàn)，吸附劑和催化劑之間有大量的電子轉(zhuǎn)移，表明在Co-N₄位點(diǎn)LiO₂有很強(qiáng)的吸附作用。LiO₂的Li原子有效地與N原子配位，O原子與相鄰的Co原子結(jié)合。

通過(guò)DFT預(yù)測(cè)表明，在Co-SA-rGO催化劑的作用下，4e^?直接生成LiOH。溶解的O₂在ORR過(guò)程中首先經(jīng)過(guò)單電子還原，形成中間產(chǎn)物L(fēng)iO₂。

之后，由于LiO₂與Co-N₄之間的適當(dāng)吸附構(gòu)型約束、Co-N₄的快速質(zhì)子轉(zhuǎn)移能力以及體系中存在水，Co-SA-rGO發(fā)生了LiOH的化學(xué)歧化過(guò)程。

催化劑表面含有可與LiOH相互作用的吸附位點(diǎn)，這些位點(diǎn)可在催化劑與LiOH之間形成緊密的結(jié)合界面。催化劑表面還含有大量的成核位點(diǎn)，促進(jìn)LiOH分解產(chǎn)生的Li離子和氧在催化劑表面的快速釋放，有助于保持催化劑與LiOH之間的接觸界面更加緊密。

Water-Trapping Single-Atom Co-N₄/Graphene Triggering Direct 4e^? LiOH Chemistry for Rechargeable Aprotic Li-O₂ Batteries. Small, 2023.