酸碱双电解液可抬高锌空气电池的放电电压，却让同一空气电极在酸性ORR与碱性OER之间反复切换，进而遭受氧化腐蚀。这是可充锌空气电池的老问题：放电时还原氧气、充电时析出氧气，两种反应对催化剂和碳载体的环境要求并不相同，共用同一电极的代价就是循环稳定性上不去。
香港理工大学倪萌团队在Angewandte Chemie International Edition报道了一种解耦循环非对称锌空气电池（DAZAB）。他们做了一件看起来很直接、但很少有人真正落地的事：把放电与充电分配给不同单元和不同电极——酸性ORR电极只负责放电，碱性OER电极只负责充电。同时用10秒焦耳热制备了Co/NS-C酸性ORR催化剂。器件在2 mA cm⁻²下的能量密度达到1322 Wh/kgZn；在定期刷新电解液条件下，高放电平台维持超过400小时。
从共用空气电极，转向分离的充放电路径
传统碱性锌空气电池的同一空气电极承担ORR和OER；非对称锌空气电池虽以膜隔开酸性、碱性电解液，但双功能空气电极仍需经历两种反应。DAZAB则把酸性ORR放电单元与碱性OER充电单元分开运行。
对照实验中，共用Pt/C+RuO₂空气电极的非对称锌空气电池约10小时后出现放电电压下降和充电电压上升，约40小时时分别降至约1.45 V、升至约2.8 V。作者将其归因于OER阶段的氧化腐蚀。改为解耦架构后，采用Pt/C作ORR电极的体系可稳定循环约80小时，充放电平台约为1.99/2.01 V。
PES/SA膜维持分隔，也驱动pH持续变化
作者以聚醚砜（PES）为骨架，在其中引入由Zn²⁺交联的藻酸钠（SA）通道。XRD、FTIR和XPS用于确认复合膜结构。
跨膜实验给出了关键数据：在2 mA cm⁻²、1小时条件下，OH⁻与H⁺的迁移速率分别为232.78和65.84 nmol s⁻¹ cm⁻²，而Zn²⁺仅为0.36 nmol s⁻¹ cm⁻²。这说明膜能限制二价锌离子直接混合，却无法阻止酸碱环境随H⁺/OH⁻迁移而逐步收敛。后者正是长循环电压漂移的来源——不是催化剂失活，是pH在悄悄变化。
10秒焦耳加热，得到Co嵌入的N,S掺杂碳
Co/NS-C的前驱体为含硫的ZIF-67/S。粉末在N₂气氛中经800℃、10秒焦耳加热碳化，随后酸处理去除表面Co颗粒。
TEM/HRTEM显示Co纳米晶嵌入碳框架，Co(200)晶面间距为1.77 Å；元素映射显示C、Co、N、S均匀分布。XPS与XAFS表明S的引入改变了N、C近邻的电子环境，Co主要以嵌入碳中的金属纳米晶形式存在。这里的短时热历程提供的是快速升温和冷却条件，为这种局域结构创造形成窗口，而非电池工作的加热方式。
酸性ORR性能低于Pt/C，但嵌入结构更耐循环
在O₂饱和0.1 M H₂SO₄、1600 rpm的旋转环盘电极测试中，Co/NS-C的半波电位为0.71 V vs. RHE，高于Co/N-C的0.68 V，但低于Pt/C的0.78 V。其H₂O₂选择性约16%，电子转移数为3.6-3.8，表明更趋近四电子ORR。
DFT将O₂到OOH*的氢化识别为限速步骤，S掺杂后势垒由0.81降至0.67 eV。更有现实意义的是酸性3000圈循环后，嵌入型Co/NS-C的Co浸出量为0.063 ppm，明显低于含表面Co颗粒的Co(mix)/NS-C的0.492 ppm。作者由此选择前者进入器件测试——酸性ORR性能可以略低，但耐久性优先。
器件能跑多久，取决于pH管理而不只取决于催化剂
器件采用6 M KOH+0.2 M Zn(OAc)₂与3 M H₂SO₄。Co/NS-C DAZAB的开路电压为2.16 V，低于Pt/C的2.27 V，但高于Co/N-C的2.03 V；在2 mA cm⁻²连续放电时，电压由1.91 V降至1.68 V，可运行125小时，对应778.7 mAh/gZn和1322 Wh/kgZn。
无换液循环至300小时后，放电电压降至1.34 V，而充电电压约为2.14 V；结合阻抗与pH数据，作者将主因指向H⁺/OH⁻跨膜造成的ORR动力学恶化，而不是简单视作催化剂失活。
效率评价需要留意：酸碱梯度会额外抬高实测电压，不能直接把测试电压之比当作唯一效率结论。作者用改良的RtE扣除酸碱电位差贡献；当pH差处于14.673-15.436时，modified RtE超过47%。以外部泵每80小时刷新一次电解液、每次运行1分钟后，2 mA cm⁻²下的高放电平台可保持超过400小时；1 mA cm⁻²下每100小时刷新一次则超过500小时。这个成绩依赖周期性电解液更新，仍属于需要外部pH管理的半开放运行方案。
这项研究值得关注的3个地方
① 方法价值：把非对称锌空气电池的长期稳定性问题，从“寻找更耐受的双功能空气电极”转为“让两种反应不再共用同一电极”的系统设计问题。
② 科学价值：PES/SA膜和modified RtE方法揭示了酸碱梯度的收益与代价，H⁺/OH⁻跨膜迁移是长循环电压漂移的主因，而非催化剂失活。
③ 应用价值：1322 Wh/kgZn的能量密度和400小时稳定放电平台验证了架构可行性。但体系依赖周期性电解液更新，下一步的工程重点是压低H⁺/OH⁻交叉、提高膜的长期耐久性，并以更少外部换液依赖实现稳定循环。
论文信息：
Yeshu Tan, Ruinan Wang, Jiawen Huang, Runzhe Chen, Jiaxin Yuan, Siyuan Zhao, Meng Ni. A Decoupled Cycling Architecture of Asymmetric Zinc-Air Battery Unlocks Stable Catalyst Strategy and pH-Dynamic Influence. Angewandte Chemie International Edition, 2026, 65, e8502321.
DOI： 10.1002/anie.8502321
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