金属空气电池因其结构开放、理论能量密度高、电压高等优点而备受关注，被认为是汽车动力源的理想能量转换装置之一。近期，材料科学与工程学院（分析测试中心）金属空气电池团队刘易斯副教授和杜岳博士在该领域相继取得突破，相关研究成果先后发表领域权威期刊Nano Research (中国科技期刊卓越行动计划—领军期刊，影响因子10.269)。

 首先，杜岳博士采用化学氧化聚合法合成多金属氧酸盐@聚苯胺（PMOs@pANI）聚合物，以此制备了一系列的聚苯胺衍生碳材料，探究了杂多酸在高温条件下的相变行为，实现了W₂C-WN异质结材料的可控合成。多金属氧酸盐在高温条件下可转变成六方相的W₂C-WN异质结构，所制备的WN-W₂C@pDC异质结复合材料由均一的纳米碳棒堆积而成，其中WN-W₂C纳米颗粒嵌入在碳棒上。该结构材料的设计合成为构筑低成本、高性能的金属空气电池提供了一种新策略。相关研究成果以“One-step, in situ formation of WN-W₂C heterojunctions implanted on N doped carbon nanorods as efficient oxygen reduction catalyst for metal-air battery”为题发表。文章链接：https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-023-5501-

 其后，刘易斯副教授成功合成了三维石墨烯纳米袋 (GNP) 材料，并以此为导电基底，装载蛋黄-壳结构双MOFs (ZIF-8@ZIF-67)，通过高温热处理原位构筑具有三维多孔蛋黄-壳结构的Co–N–C@GNP复合材料。该材料在（柔性）锌空气电池中表现出优异的性能。该工作利用同步辐射、原位拉曼等技术，明确了活性位点的结构，研究了材料的催化反应机理，为设计和制备可充电金属-空气电池中的正极材料提供了理论指导。相关研究成果以“Hierarchical Porous Yolk-Shell Co-N-C Nanocatalysts Encaged in Graphene Nanopockets for High-Performance Zn-Air Battery”为题发表。文章链接：https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-023-5593-2。

作者简介：杜岳，博士，硕士生导师。2019年博士毕业于武汉理工大学材料科学与工程专业。主持湖北省自然科学基金项目2项，教育厅项目1项，企业横向课题1项，参与多项国家自然科学基金面上项目。近年来围绕着等级孔材料设计合成与催化应用展开了多项研究，在Angewandte  Chemie International Edition、Nano Research, Chemical Engineering  Journal、Fuel等国内外期刊发表SCI论文30余篇，其中第一作者论文18篇，共同一作或通讯作者论文10余篇。

作者简介：刘易斯，博士，副教授，硕士生导师，湖北省楚天学子。2018年毕业于中南大学冶金物理化学专业，2016~2017年国家公派前往加拿大西安大略大学博士联合培养。目前主持国家自然科学基金青年项目、湖北省自然科学基金项目、湖北省重点实验室项目以及湖南省科研创新项目，参与多项国家自科基金面上项目。刘易斯博士及其团队主要从事电催化材料以及金属空气电池等相关领域的研究，成果已在Nano Energy, Nano Research, Chemical Engineering Journal, carbon, small等国际知名SCI期刊发表，他引达1000余次。