在碱性介质中，Fe-N-C催化剂表现出优异的氧还原反应（ORR）性能。 为了提高Fe-N-C催化剂的本征ORR活性，必须对FE位点的局部配位进行微调，以优化ORR中间体的结合能。 最近张铁瑞，中国科学院理化技术研究所跟Geoffrey I.，奥克兰大学n. waterhouse成功合成了多孔FeN4-O-NCR电催化剂，其中N掺杂碳纳米棒（NCRs）富集了FeN4-O位点（其中Fe单原子与4个面内氮原子和1个次表面轴向氧原子配位）。
研究人员首先制备了O，N-共掺杂碳棒（O-NCR），然后通过微波辅助热解将Fe-N4位点锚定在其表面，形成稳定的Fe4-O-NCR异质结。 所制备的FeN4-O-NCR具有多级孔结构、高比表面积（1159 m2 g-1）和丰富的FeN4-O活性位点，可优化氧的吸附和活化。 利用理论密度泛函理论（DFT）计算了FeN4-O-NC的优势，发现通过精确控制Fe阳离子D轨道的电子结构可以降低ORR的热力学势垒。
FEN4-O-NCR催化剂在碱性介质中表现出显著的ORR活性和稳定性（EONSET=1.）。050v；e1/2=0.942v；0.JK 在 9V 时为 3956 ma cm-2)。使用FeN4-O-NCR作为阴极催化剂构建的锌空气电池，具有非常高的功率密度（2142 mW cm-2），明显超过商用PT C催化剂（104.）。2 mW cm-2）或其他最近报道的单原子催化剂。综上所述，轴向配体调控是微调金属单原子位点以获得最佳电催化活性的有效策略。
mesopore-rich fe-n-c catalyst with fen4-o-nc single atom sites delivers remarkable oxygen reduction reaction performance in alkaline media. advanced materials, 2022. doi: 10.1002/adma.202202544