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可逆锌空气电池由于价格低廉、环境友好和能量密度高（1084 Wh kg-1）等优势，在便携式交通工具和能量储存器件应用方面具有巨大潜力。该电池的核心组分是驱动氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，但是其存在动力学缓慢及循环稳定性差等问题。目前，Pt和Ir/Ru基材料分别为ORR和OER的高活性催化剂，但由于价格昂贵、物产稀少，制约了其实际应用。因此，发展廉价、高效的双功能催化剂，对于推动可逆锌空气电池的实际应用具有重要意义。本论文利用组分间的协同效应，通过在催化剂体系中引入具有优良ORR性能的碳载体，并缩小负载催化剂的尺寸提高其OER性能，可控制备了两种廉价、高效的双功能电催化剂。 首先，设计并合成了一种钴氮共掺杂碳载体负载3～5 nm镍铁水滑石的纳米复合催化剂。由于引入了具有高导电性和优异ORR活性的碳载体以及OER性能提升的小尺寸镍铁水滑石，使得该复合催化剂的OER性能优于IrO2，ORR性能与Pt/C相当，同时该复合催化剂在可逆锌空气电池中可长时间充放电循环。该合成策略具有非常好的普适性，可制备其他钴氮共掺杂碳载体支撑的OER和ORR双功能电催化剂用于金属空气电池。 其次，在上面工作基础上，进一步合成了一种钴氮共掺杂碳载体负载14nm氮化镍铁的纳米复合催化剂。由于负载的具有金属特性的小尺寸氮化镍铁OER性能的增强，以及钴氮共掺杂碳载体优异的ORR性能，使得该复合催化剂的OER性能明显优于IrO2，ORR性能超过Pt/C，而且该复合催化剂可在可逆锌空气电池的高电流密度下稳定工作。