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针对可充电锌空气电池中氧还原反应（ORR）与析氧反应（OER）动力学缓慢以及贵金属催化剂成本高、稳定性不足等问题，本工作构筑了一种石墨碳包覆的 Fe4N/GaN 异质结构双功能氧电催化剂 [(Fe4N/GaN)@GC]。该材料通过简便的一步热解法制备，利用 Fe4N 与 GaN 之间的异质界面调控电子结构，并结合石墨碳层提供良好的导电性和结构保护，从而实现对 ORR/OER 反应过程的协同优化。该催化剂在碱性介质中表现出优异的双功能氧电催化性能，ORR 半波电位达到约 0.86 V，OER 在 10 mA cm−2 电流密度下的过电位仅约 310 mV。进一步组装的可充电锌空气电池表现出良好的功率输出和长循环稳定性，连续充放电寿命超过 850 h，显著优于传统 Pt/C+RuO2 贵金属催化体系。结合光谱表征与理论计算表明，Fe4N/GaN 异质界面诱导的电荷重新分布以及碳层与异质界面的协同作用有助于优化关键含氧中间体的吸附行为，并实现 ORR 与 OER 活性位点的空间协同。该研究为高效、低成本、高稳定性双功能氧电催化剂的界面设计及其在可充电锌空气电池中的应用提供了新的材料设计思路。

Adv. Sci. 2026, accepted article. DOI: 10.1002/advs.76564. Link