高活性、价格亲民的电极对于燃料电池、金属-空气电池的发展至关重要，但是由于活性位点的利用程度较低，电极材料的性能受到明显限制，导致能量密度衰减。

有鉴于此，北京化工大学邵明飞、卫敏等报道了一种含单原子催化位点结构的电极，通过有机分子插层修饰的层状双金属氢氧化物，由于材料的限域作用，构建含有单原子结构的催化剂。制备电极材料展示了均匀分散的Co单原子、大量的暴露多级孔道结构。通过LDH的层间插层有机分子，合成得到的单原子催化剂中配位环境能够精确调控（Co-N、Co-S）。制备的电极材料能用于组装全固态Zn-空气电池，并且具有较高的柔性、长期充放电稳定性。由于LDH双金属层状化合物能够很好的调控组成，该方法有望用于其他电极的制备和高性能的能源存储、转换器件。

本文要点

要点1. 电极制备方法。通过在碳布上水热合成担载CoAl-LDH，以对甲苯磺酸（PA）、间氨基苯磺酸（MA）作为插层有机分子，其中MA分子中含有氮元素、PA分子中没有氮元素，PA分子比MA分子长度更高，其中层间的MA分子提供高活性N原子从而为修饰Co原子提供配位原子，PA分子促进Co原子暴露。合成得到的单原子催化剂展示了较高的ORR/OER性能，性能是迄今为止性能最优异的催化剂的一员。

要点2. 将该单原子催化剂组装到Zn-空气电池，展示了690.3 mAh g^-1的高比容量，能量密度达到963.3 Wh kg^-1。充放电性能较好，在1 mA cm^-2电流密度中的放电/充电电压为1.79 V/1.23 V，电化学性能稳定，有很好的柔性，可能在能源领域取得广泛应用前景。

Kui Fan, Zhenhua Li, Yingjie Song, Wenfu Xie, Mingfei Shao,* and Min Wei*, Confinement Synthesis Based on Layered Double Hydroxides: A New Strategy to Construct Single-AtomContaining Integrated Electrodes, Adv. Funct. Mater. 2020, 2008064

DOI: 10.1002/adfm.202008064

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202008064