单原子Fe-N-C催化剂在氧还原反应（ORR）中展现出了良好的潜力，但其本征活性仍不尽如人意。轨道杂化为调节电化学过程中的热力学和动力学性质提供了一种灵活的方法。在本研究中，我们采用“轴向配体硼调制”策略，通过d-p轨道杂化来调控单原子Fe位点的电子结构。合成的FeN₄-B/NC表现出优异的ORR活性，半波电位为0.915 V，超过了平面FeN₄/NC和商用Pt/C。原位X射线吸收光谱（XAS）结果揭示了在ORR过程中Fe-N/O和Fe-B键的动态拉伸，直观地证实了单原子位点会发生可逆的结构变化，以优化反应中间体的吸附。理论研究结合零场冷却温度依赖性分析表明，在中自旋状态下，中心Fe的3d轨道与B的2p轨道发生杂化，这导致e_g轨道占有率增加，并使d带中心更接近费米能级，从而提高了电荷转移效率和O₂吸附能力。此外，新开发的FeN₄-B/NC催化剂在液态和准固态锌-空气电池中表现出显著的性能。

该研究成果以“Engineering d–p orbital hybridization of single-atom Fe sites via axial B-mediation for the oxygen reduction reaction”为题发表在Chemical Science上（Chem. Sci., DOI: 10.1039/d5sc07064c）。炸金花在线-炸金花在线玩 博士研究生徐小沁为第一作者，吉林大学管景奇教授为通讯作者。

图1：FeN₄–B/NC的合成路径示意图和电镜图。

本文链接：DOI//doi.org/10.1039/D5SC07064C.