中国科学院工艺工程研究所王丹团队与中国科学院化学研究所李玉良团队在超薄石墨炔材料上成功引进了一种新型SP掺N原子，性能优异。该结果最近发表在《自然化学》上。
氧还原反应（ORR）它是能源储存和转化的基础，在燃料电池中具有重要的应用。目前，铂催化剂的催化活性最好，但由于贵金属铂储量低、价格昂贵，容易导致中毒和稳定性差，不利于大规模应用。非金属电催化剂是未来发展的必然趋势。
碳材料是一种理想的催化剂基础，但需要引入杂原子来改变表面电子状态，从而提高活性。以往的研究发现，掺碳催化剂的活性与氮原子的掺杂结构密切相关。
研究人员以块体石墨炔为原料获得薄层石墨炔，然后将其与三聚氰胺以一定比例混合， 在氩气惰性环境下进行高温处理，最终通过周环反应得到薄层石墨炔。
与其它氮原子掺杂型相比，sp-N的混合使相邻的碳原子具有更多的正电荷，更有利于氧气的吸附。实验结果表明，催化活性随着sp-n含量的增加而增加。在碱性条件下，优化样品的ORR活性可与商业PT/C催化剂媲美，反应动力学更快。在酸性条件下，虽然该材料略低于PT/C催化剂的活性，但其催化活性远高于其他非金属催化剂。
sp-石墨炔是目前已知综合性能最好的非金属催化剂，对促进燃料电池的商业化具有重要意义。
