本项目的目标是利用简单的水热方法和高温热解法制备廉价的单原子催化剂材料，使其催化氧气还原的性能与商业 Pt/C 贵金属催化剂相媲美， 但其价格远低于贵金属催化剂。项目执行过程中，设计先进的电池模具和优化电池组装技术，来降低锌-空气电池的成本，提高锌-空气电池的电极反应速率，放电电压，功率密度和长时间的循环稳定性。同时制备出先进的电池模具，优化高性能锌-空气电池结构和性能，组装出性能优异的锌-空气电池。目标为实现电池堆的尺度 158 mm * 117 mm * 95 mm，重量小于 1.8kg，放电电压 24V，能量密度达到 700 Wh/kg 和较大的电池容量 72 Ah。

完成各功能部件开发，形成产品初样。合成了高效氧还原反应 (ORR) 功能的催化剂；设计并利用 3D 打印技术制备锌-空气电池模具； 将催化剂应用于空气电极，并组装锌-空气电池初样。如应用“离子修饰”和“纳米级缺陷”技术已经制备了一系列新型的催化剂，在 0.1 M KOH电解液中， 催化 ORR 反应的起始电势略低于商业 Pt/C，而极限电流与 Pt/C 一致；催化析氧反应（OER）的性能明显优于商业 Pt/C。在模拟使用环境条件下完成产品初样的功能、性能试验或仿真验证。在电池测试系统中系统全面分析锌-空气电池的放电电压/电池容量/能量密度等性质；然后将锌-空气电池堆在风扇和灯模拟测试其性能。