作为可再生能源存储和转换系统的可充电金属-空气电池和水电解槽，它们的能量和功率输出受到氧还原反应(ORR)、析氧反应(OER)和析氢反应(HER)缓慢的电化学动力学的严重阻碍。因此，设计高活性、稳定且具有成本效益的多功能催化剂以提高ORR、OER和HER活性至关重要。

近日，全北国立大学Joong Hee Lee和Nam Hoon Kim等通过一种简单直接的水热和后续盐化策略，成功制备出具有富氧空位的铁锡氧硒化物(Fe_xSn_1-xOSe)。

Fe_xSn_1-xOSe独立式分层3D纳米结构有利于实现优异的多功能OER、HER和ORR活性，能够用于整体水电解槽和可充电QSS-R-ZAB。

具体而言，优化的Fe_xSn_1-xOSe催化剂优异的多功能活性主要源于：

1.Fe_xSn_1-xOSe中的相富含氧空位，有利于提高ORR和OER性能；

2.具有高度暴露的电活性位点和独特的分层3D纳米结构增强了电解质离子的渗透并简化了传质动力学；

3.将Fe掺杂到SnOSe中可以改善Fe、Sn和氧硒化物之间的协同作用，这也提高了多功能催化活性。

因此，Fe_xSn_1-xOSe对ORR(E_on~0.77 V；E_1/2~0.82 V)、OER(η₁₀~162 mV)和HER(η₁₀~61 mV)表现出优异的活性，优于传统的 Pt/C和RuO₂催化剂。并且，以Fe_xSn_1-xOSe为电极组装好的水电解槽仅需1.49 V的电池电压就实现了10 mA cm^-2的电流密度，优于Pt/C||RuO₂电解槽(~1.545 V)。

最特别的是，可充电QSS-R-ZAB电池，具有1.44 V的高开路电压、~153.5 mW cm^-2的峰值功率密度以及超过400小时的出色生命周期。这项研究报道了一种简便且具有成本效益的电极制备策略，为开发耐用且高活性的多功能催化剂提供了指导。

Advanced Interfacial Engineering of Oxygen-Enriched Fe_xSn_1-xOSe Nanostructures for Efficient Overall Water Splitting and Flexible Zinc-Air Batteries. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120924