近期，田新龙教授团队在《ACS Nano》（IF =17）发表题为“Multi-metallic single-atom catalysts for bifunctional oxygen electrocatalysis”的研究论文。海南大学化学化工学院博士后李瑞松为论文第一作者，吴道雄副研究员和田新龙教授为论文共同通讯作者。

金属空气电池具有最大的理论比能量，在双碳背景下有望实现高比能的电化学储能体系，但受限于材料体系的创新与反应机理的阐释，真正走向产业化还需解决很多科学与技术问题。其中，Zn-空气电池的理论能量密度约为1084 Wh/kg，具有良好的安全性与环保性，且性能稳定、放电平稳、补能时间短，被认为是下一代柔性储能系统的最佳选择之一。然而，设计高性能、低成本的双功能电催化剂仍面临巨大挑战。最近，单原子催化剂（SACs）不仅实现了催化剂粒子最小尺寸的突破，而且原子利用率接近100%，同时还初步表现出低配位度诱导超高本征活性、活性位点的高度均一与明确性增强催化选择性等特点。

鉴于此，海南大学田新龙教授团队开展了一系列的单原子催化剂制备与性能研究工作，提出了普适性的活字印刷术、等离子轰击等制备策略，同时也获得了具备规模化能力的贵金属/非贵金属单原子催化剂。基于国内外大量研究成果证实Fe-SACs的高本征活性与产业化能力，团队建立了铁基双单原子催化剂的活性火山图数据库，并揭示了性能增强机制。最近，团队针对“铁基双单原子”与“钴基双单原子”数据库进行活性筛选，成功制备了具有高活性与高稳定性的多金属单原子催化剂FeCoCuZn-SACs，不仅证实了不同金属间的强相互作用，同时揭示了多金属单原子催化剂中关键的活性位点与电子相互作用。通过优化工艺，所制备催化剂FeCoCuZn-SACs的Zn-空气电池性能得到进一步地提升，且最大输出功率达到252 mW cm^-2，而大电流充放电下（10 mA cm^-2）也能稳定运行225 h以上。

该工作得到了海南省自然科学基金（222MS006, 221RC1017, 522QN281），国家自然科学基金（22109034, 22109035, 52164028, 52274297），海南大学科研启动基金（KYQD(ZR)-20008, 20082, 20083, 20084, 21065, 21124, 21125）和海南省巨东英院士工作站（YSPTZX202315）的资助。文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.3c04945