锌空气电池具有高能量密度、环境友好及低成本等优势，是一种非常应用前景的新一代储能技术。然而，由于空气阴极上发生的迟缓的四电子氧还原反应(ORR)，导致其功率密度较低并影响其循环稳定性，严重限制了其实际应用。虽然科研工作者们已经投入了大量的努力来制备高活性阴极电催化剂，以改善阴极ORR反应动力学，但在空气电极上实现稳定和高效的ORR仍然是一个挑战。这是因为锌空全电池中阴极电催化剂的实际工作环境与半电池实验中的测试环境完全不同，在半电池实验中，使用旋转圆盘电极(RDE)来增强传质并消除浓度极化，以最大化电催化剂催化活性。然而，这些有利因素在锌空全电池中并不存在。只关注催化剂本征催化活性的提升，而忽略空气阴极上多相反应界面的优化将导致空气阴极上部分活性位点的失效和传质缓慢，从而会降低整个阴极的电催化效率。因此，探索合理的策略优化整个空气阴极(包括电催化剂和载体)的表界面，以实现氧反应相关物质的快速传输和催化活性位点的充分暴露，对于克服其性能瓶颈，促进实际应用具有重要意义。

基于此，鉴于传统空气阴极中多相界面处的不良氧扩散严重抑制锌空气全电池的能量效率和循环寿命，安徽大学的吴明在教授课题组和济南大学原长洲课题组在本文中成功开发出一种受仿生学启发的空气阴极电催化剂疏水化工程，即在导电碳布上(carbon cloth, CC)上原位生长的Co₃O₄纳米片阵列（Co₃O₄ NSs）上浸涂聚四氟乙烯(PTFE)涂层，随后进行退火和电活化处理。通过实验测试与理论模拟相结合表明，疏水表面设计能够促使在Co₃O₄ NSs/CC空气阴极上形成更多的三相反应界面，并同时促进氧扩散，使其表现出更高的电催化效率（图1a）。与未经疏水表面设计的空气阴极相比(图1b），以疏水Co₃O₄ NSs/CC为阴极组装出的锌空气全电池具有更高的能效和更好的循环耐久性。该研究结果为在空气阴极上实现促进的界面反应动力学提供了一种有效策略，从而使下一代金属-空气电池表现出更高的能效和循环寿命。