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電催化氧還原和析氧反應(yīng)是一系列清潔能源技術(shù)的關(guān)鍵反應(yīng)之一，同時(shí)，加快氧還原和析氧反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定的雙功能氧催化是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)能量轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)的關(guān)鍵。

目前最常用的方法是將具有氧還原和析氧反應(yīng)的催化活性材料進(jìn)行混合制備雙功能催化劑，但是這種類型的催化劑均一性較差，且難以對(duì)電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化，導(dǎo)致活性和穩(wěn)定性欠缺。

研究人員發(fā)現(xiàn)，碳材料局部對(duì)稱性與其活性呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)性，即局部結(jié)構(gòu)對(duì)稱性越低，催化活性則會(huì)增強(qiáng)。他們通過引入高熵催化劑最小化碳材料局部對(duì)稱性，降低離域電子芳香性，從而激活碳骨架原本惰性的π-電子網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)催化劑位點(diǎn)之間的協(xié)同作用，讓中間態(tài)產(chǎn)物與催化位點(diǎn)的作用強(qiáng)弱適中，ORR/OER可逆過程更容易發(fā)生。

該研究有望在燃料（金屬）電池、二氧化碳還原、氮還原等清潔能源領(lǐng)域，為催化材料的合理設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。