单原子催化剂，特别是非贵金属-氮-碳（M-N-C）催化剂以独特的配位结构和高原子利用率在氧还原反应中表现出巨大的潜力而备受关注。在此类M-N-C催化剂中，其内在活性仍然受到表面M-N_x活性位点密度的限制。此外，碳载体的设计也非常重要，因为较厚的载体材料会埋没大量金属位点，不利于与氧气和电解液充分接触。因此，开发一种有效的策略来同时调节活性位点密度和利用率对于实现M-N-C催化剂活性的提升具有重要意义。

鉴于此，生态功能高分子材料教育部重点实验室彭辉、马国富教授、雷自强教授等与西湖大学徐宇曦研究员合作开发了一种同步调控策略，实现了Co单原子活性位点密度和利用率的双重调节。优异的氧还原催化活性受益于高密度Co-N₄位点和多孔结构的协同作用。高密度 Co-N₄ 位点诱导了Co-3d轨道的重新分布，使dz²轨道有足够的电子与OOH*物种相互作用，而多孔结构极大地改善了质量传递和活性位点的利用率，最终促进了氧还原反应的动力学过程。

相关成果在线发表于Adv. Funct. Mater. 2024, 2316037 (IF = 19.0)，文章第一作者为实验室博士生谢玄和彭辉云亭青年教授，通讯作者为实验室马国富教授和西湖大学徐宇曦研究员，西北师范大学生态功能高分子材料教育部重点实验室为第一通讯单位。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202316037