可充电金属空气电池已成为一种革命性的储能技术，具有卓越的理论能量密度、本质安全性及环境友好性等优势[1][2][3]。然而其实用化进程受到双重制约：一方面源于阴极氧电催化反应本征动力学缓慢导致的显著极化现象，另一方面受限于贵金属基催化剂的使用需求（如氧还原反应ORR需采用Pt/C，析氧反应OER需依赖RuO2/IrO2）[4][5]。最新研究表明，过电势差（ΔE = E %%OER在双功能催化剂中，ΔE与金属-空气电池的往返效率直接相关，其中ΔE < 0.8 V是工业应用的关键指标[6][7]。为解决这些挑战，合理设计具有高稳定性和低过电势间隙的非贵金属ORR/OER双功能电催化剂已成为前沿研究领域[8][9]。ORR) in bifunctional catalysts directly correlates with the round-trip efficiency of metal-air batteries, where ΔE < 0.8 V is essential for industrial applications [6], [7]. To address these challenges, the rational design of bifunctional non-noble ORR/OER electrocatalysts with high stability and low overpotential gap has become the cutting-edge research field [8], [9]. 近年来，过渡金属合金（铁基、钴基和镍基合金）因其可与贵金属媲美的催化活性与成本节约特性，在多种电催化应用中展现出卓越潜力[10][11]。在碳骨架中策略性嵌入双金属活性中心（如Fe-Ni或Fe-Co对）已成为提升双功能催化性能的关键途径[12][13]。这不仅保留了单一活性中心的优势，还能使催化中心发生定性改变（如新型结合位点的出现）和定量修饰（包括新结合模式的产生），从而克服平衡ORR/OER性能的固有局限性[14][15]。然而，当前研究表明，仅由单组分双金属合金纳米颗粒（NPs）封装的氮掺杂碳材料仍无法满足双功能氧催化的严格要求[16]。因此，探索这些组分间的协同相互作用以提升催化性能，已成为关键研究焦点[17]。此外，将杂原子（如S、P、B和F）引入碳基质是一种极具前景的催化剂修饰策略，可驱动电子从金属中心发生长程离域[18]。通过调控碳载体与活性中心的电子云密度及几何结构，可优化反应中间体的吸附/脱附行为，从而强化催化反应动力学[19][20]。由此可推断，在氮掺杂碳材料体系中引入双供体原子来封装双金属合金纳米粒子，能提升双功能氧电催化剂的耐久性与活性——这一策略目前却鲜有研究报道[21]。 本工作建立了一种简易热解策略，实现了氮硫磷三掺杂碳纳米管封装铁镍合金纳米颗粒的原位生长，该复合材料表现出显著的双功能催化活性。铁镍合金与氮硫磷三掺杂碳纳米管之间的协同作用，结合杂原子介导的铁镍活性中心电子调控，共同增强了反应动力学并提高了活性位点密度，从而展现出优异的催化活性和稳定性，实现了0.626 V的极小电位差。与此同时，采用FeNi/SP-NC阴极的液态及全固态柔性锌空气电池和金属空气电池均表现出优异的功率密度、高比容量和卓越的循环稳定性。实验与理论证据表明，铁镍合金与氮硫磷三掺杂碳纳米管可协同增强4e−途径，其中S/P掺杂显著降低了速率决定步骤的活化能。本研究提出了一种功能性策略，用于设计和制备具有过渡金属合金的高性能双功能电催化剂，从而推动金属-空气电池在可再生能源存储领域的实际应用。
