近日，化学与材料工程学院在学位点建设和人才培养质量方面取得重要进展。化材学院与桂林理工大学联合培养研究生在高性能锌空电池催化剂研究方面取得突破，相关成果以《D-BandModulationbyElementsSynergisticDesignforHigh‐PerformanceZincAirBatteries》为题，发表于材料科学领域国际知名期刊《Small》（影响因子13.3）。论文第一作者为联合培养硕士研究生景锐，学院作为第一通讯单位，学院联合导师王楠楠副教授、李静副教授以及桂林理工大学曹振博副教授为共同通讯作者。
随着能源转型与绿色储能需求的日益增长，锌空电池因其理论能量密度高、安全性好、环境友好等特点，成为下一代储能器件的研究热点。然而，其阴极氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）动力学缓慢，严重制约了电池的性能与循环寿命。开发高效、稳定的双功能电催化剂是实现锌空电池实用化的关键。
在该项研究中，团队创新性地采用盐模板辅助方法，成功制备了锚定在氮掺杂石墨碳上的超细（约10纳米）高熵氮化物（HEN）纳米颗粒。该催化剂在钨（W）、钒（V）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）五种过渡金属的协同作用下，展现出卓越的氧还原反应催化性能，其起始电位高达0.978V，显著优于商用铂碳催化剂，为高效阴极反应奠定了基础。
研究表明，W元素的引入起到了关键的电子调制器作用，它通过协同作用重构了周围其他金属元素（V、Co、Ni、Cu）的电子环境，优化了整个催化剂活性位点的d带中心位置。这种元素间的强协同效应，增强了金属-氮键的d-p轨道杂化，优化了反应中间体（如*OH）的吸附/脱附自由能，从而显著降低了ORR和OER决速步的能垒，提升了反应动力学。该研究成果不仅为设计高效、稳定的锌空电池阴极催化剂提供了新策略，也深化了对高熵材料中多元素协同作用机制的理解，对推动下一代金属-空气电池的发展具有重要意义。
此项工作是博鱼体育全站入口化学与材料工程学院在高性能能源材料领域取得的又一重要科研成果，体现了学院在跨校联合培养硕士研究生、学科交叉融合方面的建设成效。本研究得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金以及安徽省教育厅等项目的支持。（文、图/王楠楠 初审/高晓宝 复审/李川 终审/王小东 发布/崔苏如）
论文信息：RuiJing,NannanWang*,ZhenboCao*,JiahaoZhu,XinyuLi,ShenghaoRuan,MingshengJiang,JiaweiGuo,JingLi*.D‐BandModulationbyElementsSynergisticDesignforHigh‐PerformanceZincAirBatteries.Small,2026.DOI:10.1002/smll.202512929