构建多功能电催化剂在提高电化学能量转换装置工作效率方面具有重要意义。在可充放电锌-空气电池(ZABs)的空气阴极上，氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)在放电和充电过程中反复切换，因此亟需设计合成高效的双功能电催化剂。双功能电催化剂的设计并不是简单地将不同类型的活性组分整合在一起，所以在单一电催化剂中实现多个催化活性组分的优化组合是一个挑战。

图 NP-ACSs@NiFe-MOFs的OER和ORR性能图

我校生态化工过程与技术泰山学者优势学科人才团队宗玲博副教授创新性地在杂原子掺杂的多孔活性炭球上原位生长无定形的NiFe-MOF纳米片作为具有优异活性的双功能氧电极反应电催化剂(NP-ACSs@NiFe-MOFs)。该合成策略确保了催化活性组分的合理分布。稳定的核壳结构、高效的OER活性组分（NiFe-MOF）与ORR活性组分（多孔活性炭球）之间的相互作用使得制备的电催化剂表现出优异的ORR和OER性能和最低的∆E(0.61 V)。以NP-ACSs@NiFe-MOFs为空气阴极组装的可充电锌-空气电池在大电流密度下的循环稳定性达450小时，电压间隙仅为0.79 V，超过了目前报道的大多数电催化剂。同时所组装的柔性锌-空气电池也表现出良好的柔韧性和循环稳定性。该研究为多活性组分的合理设计提供了重要启示，为多功能电催化剂的可控制备提供了创新性思路与可行性方案。

相关研究成果以“Assembling Amorphous Metal-Organic Frameworks onto Heteroatom-Doped Carbon Spheres for Remarkable Bifunctional Oxygen Electrocatalysis”为题，发表在国际知名期刊Advanced Functional Materials 上（Adv. Funct. Mater., 2023, 2301013, DOI: 10.1002/adfm.202301013，中科院大类一区，IF= 19.924）。宗玲博副教授为第一作者，王磊教授为通讯作者，青岛科技大学为唯一单位。

以上工作得到了国家自然科学基金、泰山学者计划、山东省自然科学基金重大基础项目及山东省重点研发计划等项目的资助。