硒化鈷（CoSe₂）的相變可有效調(diào)節(jié)其固有的電催化活性，但提高CoSe₂的電導(dǎo)率和催化活性/穩(wěn)定性還是一個(gè)挑戰(zhàn)。異質(zhì)結(jié)構(gòu)工程可優(yōu)化界面性能，促進(jìn)CoSe₂基催化劑上氧電催化的動(dòng)力學(xué)。

基于此，黑龍江大學(xué)鄒金龍教授等人報(bào)道了通過(guò)相/界面同步工程策略，設(shè)計(jì)了一種由CoSe₂和氮化鈷（CoN）組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)嵌入中空碳籠（c-CoSe₂-CoN）。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，具有c-CoSe₂-CoN正極的Zn-空氣電池具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性（250 h）和充/放電電壓損失（0.953/0.96 V），表明異質(zhì)界面工程為控制硒化物的雙功能活性提供了一種選擇。

通過(guò)密度泛函理論（DFT）計(jì)算，作者揭示了c-CoSe₂-CoN/NC的本征催化行為，并構(gòu)建c-CoSe₂、CoN和c-CoSe₂-CoN三個(gè)模型進(jìn)行計(jì)算。理論c-CoSe₂-CoN模型中Co-N和Co-Se鍵的配位數(shù)（CN）和鍵長(zhǎng)相應(yīng)參數(shù)吻合，證實(shí)了c-CoSe₂-CoN模型的合理性。對(duì)于c-CoSe₂-CoN異質(zhì)結(jié)構(gòu)，CoN中Co原子的Bader電荷（q）值增加，而c-CoSe₂側(cè)的q值減少，表明c-CoSe₂上的電子數(shù)減少，證實(shí)了電子在界面處從c-CoSe₂向CoN的遷移。

由于電子在c-CoSe₂表面的積累，導(dǎo)致界面電荷重新分配導(dǎo)致CoN側(cè)的帶正電狀態(tài)，從而優(yōu)化了中間體和反應(yīng)物的吸附。從電荷密度差圖可看出，電荷密度重排發(fā)生在c-CoSe₂-CoN非均相界面。結(jié)果表明，c-CoSe₂-CoN催化活性的增強(qiáng)得益于c-CoSe₂向CoN的內(nèi)部電子轉(zhuǎn)移，從而增加了c-CoSe₂-CoN界面處的原子電荷密度，有效地增強(qiáng)了ORR/OER的電催化活性。

Modulation of Phase Transition in Cobalt Selenide with Simultaneous Construction of Heterojunctions for Highly-efficient Oxygen Electrocatalysis in Zinc-Air Battery. Adv. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adma.202306844.