可充电锌-空气电池(ZABs)因其廉价、高理论能量密度(1086 Wh kg-1)和安全性而备受关注。然而，其发展面临的主要瓶颈之一在于制备具有高电化学活性、高稳定性、低成本且不含贵金属和稀有金属的双功能催化剂。基于此，郑州大学邵国胜和沈永龙等开发了一种高通量等离子体增强化学气相沉积(HPECVD)法，该方法利用流线型磁场在扩展空间内增强和保持均匀的高密度等离子体，其能够实时监测沉积物质，从而通过对有益等离子体成分的工艺优化，在密集的垂直少层石墨烯片(VGNO)中实现N和O的有效共掺杂。含有均匀激发自由基的高通量等离子体在形成sp2型C-C键时具有高反应性，这促进了与理论上预测的最小能态一致的共掺杂构型的形成。与DFT计算一致，这种掺杂状态主要位于石墨烯结构中C空位旁边的吡啶位点，它们在少层石墨烯中的高数量在促进ORR-OER氧化还原过程中非常活跃，这是成功应用为 VGNO 催化的锌空气电池的关键。在超过10 mA cm-2的高充放电电流密度下，基于VGNO的A-ZAB表现出221.9 mW cm-2的高峰值功率密度，并在300小时内具有出色的循环稳定性，这明显优于目前报道的相同负载水平下的正极材料。此外，使用当前的VGNO作为阴极制备了高度可弯曲/柔性的固体电池，在2 mA cm-2下的0.83 V放电/充电电压间隙内提供超过52.9 mW cm-2的峰值功率密度。In Situ Monitored (N, O)-Doping of Flexible Vertical Graphene Films with High-Flux Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition for Remarkable Metal-Free Redox Catalysis Essential to Alkaline Zinc-Air Batteries. Advanced Science，2022. DOI: 10.1002/advs.202200614
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