该研究以氧化石墨烯和石墨相氮化碳纳米片为原料，经水热自组装和高温热处理制备了高孔容（3.43 cm-3 g-1）的氮掺杂石墨烯气凝胶。该材料富吡啶氮、富缺陷，氧还原性能超越商业铂碳催化剂，同时也表现出较好的氧析出活性。组装的锌-空气电池能量密度高达872.3 Wh kg-1，连续循环充放电234次后活性没有明显衰减，可媲美贵金属铂碳+铱碳催化剂。理论计算首次发现吡啶氮和空位缺陷的协同催化机制，相比其它构型的碳，4个吡啶氮协同的空位毗邻的碳催化活性最高，过电势最低（ORR:0.28V；OER:0.28V）。该研究为设计高性能可充式锌-空气电池非金属催化剂提供了借鉴。该成果近日被《科技日报》和《中国科技网》等国家媒体报道。

金属-空气电池是一种将金属和空气中氧气的化学能直接转化为电能的化学电源，具有能量密度高、安全、价廉、资源丰富、绿色环保、放电寿命长等优势。目前，一次锌-空气电池已用于助听产品、航海灯标和铁路信号装置等电子设备。不过，使用铂和铱等贵金属为催化剂的可充式锌-空气电池，因催化剂价格高昂，而影响了其在手机、笔记本电脑等消费性电子产品及电动汽车、无人机等载运工具中的应用。

<span "="" style="font-size: 12pt;">雷永鹏简介：2017年从国防科技大学转业成为中南大学特聘教授。雷永鹏，男，1982年生。2011年毕业于国防科技大学，获材料科学与工程专业博士学位，博士论文被评为湖南省优秀博士学位论文（2014）。研究方向为结构/功能纤维及其复合材料、光/电能源催化材料。先后主持国家自科基金项目等22项，已发表SCI论文50余篇，授权国家发明专利5项。共同指导全军优秀硕士学位论文2篇，指导立项国家级大学生创新项目8项。