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近日，基础与前沿研究院岳秦教授团队在《Nature Communications》上发表题为“Elucidating the Facet-Dependent Oxygen Reduction Reaction Performance of Cu Nanosheet over N-O co-Doped Graphene”的研究论文。基础与前沿研究院2022级博士研究生鲁少杰为论文第一作者，岳秦教授和熊磊博士为论文通讯作者，电子科技大学基础与前沿研究院为论文第一单位。

图1 原文标题

图2 衬底氧诱导生长策略示意图

氧化还原反应（ORR）的缓慢动力学是制约金属-空气电池商业化的主要瓶颈，而传统铂基催化剂成本高昂。晶面工程提供了一种优化催化剂活性的有效策略，但在非贵金属中控制晶面取向仍然具有挑战性。为此，该团队开发了一种衬底诱导生长策略，通过化学气相沉积（CVD）方法在N/O共掺杂石墨烯（N/O-C）上制备特定晶面取向的Cu纳米片。研究发现，通过调控铜蒸气浓度，可实现晶面从Cu(200)到Cu(111)的精确控制，其ORR性能表现出显著的晶面依赖性。理论与实验证明，Cu(200)晶面优化了反应中间体的吸附能，降低了决速步（RDS）的反应能垒，其催化活性和稳定性均优于Cu(111)晶面，甚至超越了商业铂碳催化剂。进一步将Cu(200)@N/O-C应用于锌-空气电池的空气电极后，器件实现了222.5 mW·cm^-2的高功率密度和超过1000小时（1025小时）的稳定运行，展示了其在下一代储能装置中的巨大应用潜力。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-70854-w