近年来，光活性金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)在光辅助锂氧气电池领域的应用取得了显著进展。通过精准的结构设计，这些材料展现出了更为出色的载流子分离效率和催化转化能力。尽管如此，充电过程中产生的高电位光生空穴会引发一系列副反应，不仅会加速电解液的分解，还会对电池的循环稳定性造成不利影响。为了克服这一挑战，研究人员致力于开发更为稳定的光活性材料，以期在提高电池充放电性能的同时，确保高的循环稳定性。

  值得注意的是，对MOF节点进行针对性的单点修饰已成为制备兼具高活性和稳定性催化剂的有效方法，能够充分利用贵金属和过渡金属的各自优异特性。基于这一研究思路，南开大学谢召军副教授与郑州大学周震教授研究团队通过水热合成法成功制备了一种新型的双金属Fe-UiO-66 MOF材料。与原始的UiO-66相比，Fe-UiO-66展现出了对可见光的吸收扩展。通过同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)测试和X射线光电子能谱(XPS)分析，证实了Fe-O₄结构的存在。密度泛函理论(DFT)计算和电子顺磁共振(EPR)技术进一步验证了超氧自由基在电化学反应过程中的关键作用，阐明了所组装的光辅助锂氧气电池的基本反应机制。最终，以Fe-UiO-66作为正极材料的锂氧气电池，光照下的过电位可以显著降低至0.14V，并且在500次的长循环测试中表现出了卓越的稳定性。相关研究有助于推动光辅助锂氧气电池的实用性发展。

  该成果由南开大学材料科学与工程学院硕士研究生杨玉婷作为第一作者完成，南开大学材料科学与工程学院谢召军副教授与郑州大学化工学院周震教授为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金资助，发表于Advanced Functional Materials, Adv. Funct. Mater. 2024, 2315354, DOI: 10.1002/adfm.202315354.