锌-空气电池（ZABs）的实际效率、放电功率和循环稳定性受到空气阴极氧反应缓慢动力学过程的限制，开发具有高效催化活性且廉价的阴极材料具有重大意义。无金属碳基电催化剂具有易获取、成本低、导电性好、化学稳定性好等优点。然而，不含金属的碳基电催化剂的本征活性差强人意，尤其是未改性的碳材料，对ORR底物和中间体的吸附和活化呈惰性，阻碍了无金属电催化剂作为锌-空气电池负阴极材料的发展。目前，无金属碳基电催化剂活性的提升有了质的飞跃，但其仍难以与过渡金属碳基电催化剂相媲美。因此，需要探索更有效和更简单的策略来增强无金属碳基电催化剂的性能。

西北工业大学黄维院士团队韩云虎教授课题组在无金属氧电催化领域取得重要进展，研究团队通过简单的物理研磨和热解的方法制备了Cl掺杂的无金属多孔电催化剂（mf-pClNC）。该电催化剂在碱性电解质中展现出良好的ORR活性（E_1/2= 0.91 Vvs.RHE）和高稳定性。作者还证明了，ORR活性的提高可能是由于引入的Cl促进了sp³杂化碳的增加，而sp³杂化碳和Cl共同改变了作为活性位点的N相邻C的电子结构，并且NaCl熔盐蚀刻也为电子/质子传输提供了丰富的路径。基于mf-pClNC电催化剂的柔性准固态ZAB最高峰值功率密度可达176.59 mW·cm^-2，稳定工作可达70 h。此外，该柔性准固态ZABs具有广泛的工作温度范围，可以在-25 °C和60 °C条件下，分别可工作50 h和14 h。该研究为合理设计和合成用于可持续清洁能源设备所需的低成本、大规模生产的无金属碳基电催化剂开辟了可能性。研究成果以“Engineering Electronic Structure of Nitrogen-Carbon Sites bysp³-Hybridized Carbon and Incorporating Chlorine to Boost Oxygen Reduction Activity”为题发表在化学领域国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.上，西北工业大学柔性电子研究院黄维院士和韩云虎教授为本文的共同通讯作者。在读硕士研究生冯雪婷、博士研究生陈冠震为该论文的共同第一作者。

该研究得到了国家自然科学基金，中央高校基本科研业务费，陕西省自然科学基金青年项目以及宁波市自然科学基金的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202316314

（文字：冯雪婷 审核：王学文）