在鹼性介質中，Fe-N-C催化劑表現出優異的氧還原反應（ORR）效能。 為了提高Fe-N-C催化劑的本徵ORR活性，必須對FE位點的區域性配位進行微調，以優化ORR中間體的結合能。 最近張鐵瑞，中國科學院理化技術研究所跟Geoffrey I.，奧克蘭大學n. waterhouse成功合成了多孔FeN4-O-NCR電催化劑，其中N摻雜碳奈米棒（NCRs）富集了FeN4-O位點（其中Fe單原子與4個面內氮原子和1個次表面軸向氧原子配位）。
研究人員首先製備了O，N-共摻雜碳棒（O-NCR），然後通過微波輔助熱解將Fe-N4位點錨定在其表面，形成穩定的Fe4-O-NCR異質結。 所製備的FeN4-O-NCR具有多級孔結構、高比表面積（1159 m2 g-1）和豐富的FeN4-O活性位點，可優化氧的吸附和活化。 利用理論密度泛函理論（DFT）計算了FeN4-O-NC的優勢，發現通過精確控制Fe陽離子D軌道的電子結構可以降低ORR的熱力學勢壘。
FEN4-O-NCR催化劑在鹼性介質中表現出顯著的ORR活性和穩定性（EONSET=1.）。050v；e1/2=0.942v；0.JK 在 9V 時為 3956 ma cm-2)。使用FeN4-O-NCR作為陰極催化劑構建的鋅空氣電池，具有非常高的功率密度（2142 mW cm-2），明顯超過商用PT C催化劑（104.）。2 mW cm-2）或其他最近報道的單原子催化劑。綜上所述，軸向配體調控是微調金屬單原子位點以獲得最佳電催化活性的有效策略。
mesopore-rich fe-n-c catalyst with fen4-o-nc single atom sites delivers remarkable oxygen reduction reaction performance in alkaline media. advanced materials, 2022. doi: 10.1002/adma.202202544