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柔性锌-空气电池双功能电催化剂

发布时间：2024-05-23 分享至：

高效和廉价的双功能氧电催化剂替代贵金属基催化剂的构建和设计对于开发可再充电锌空气电池（ZAB）具有重要意义。鉴于此，来自韦仕敦大学的Xueliang Sun等人通过退火SiO2涂覆的包封有铁离子的沸石咪唑盐框架-67（ZIF-67），构建了一种将超细CoFe合金（4-5nm）双功能氧电催化剂分散在富含缺陷的中空多孔Co-N-掺杂碳中的材料。

文章要点：
1) 该研究所得材料的中空多孔结构不仅暴露了ZIF-67内部的活性位点，而且提供了有效的电荷和传质，高密度CoFe合金与Co，N掺杂碳物种中的Co-Nx位点之间的强协同耦合确保了高氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）活性，并且***原理模拟表明，CoFe合金和Co-N位点之间的协同促进效应有效地降低了从O*到OH*的形成能量；

2) 优化后的CoFe-Co@PNC在10mA·cm−2下，OER的过电位仅为320mV，ORR的半波电位为0.887V，优于***新报道的双功能电催化剂。以CoFe-Co@PNC为空气阴极的可充电ZAB展现出了超过200h的长期循环能力和高功率密度（152.8 mW·cm−2），固态ZABCoFe-Co@PNC则具有高达1.46V的高开路电位（OCP）以及良好的弯曲柔性。



Lei Z, Tan Y, Zhang Z, et al. Defects enriched hollow porous Co-N-doped carbons embedded with ultrafine CoFe/Co nanoparticles as bifunctional oxygen electrocatalyst for rechargeable flexible solid zinc-air batteries. Nano Research, 2021, 14(3): 868-878.
DOI: 10.1007/s12274-020-3127-8
https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3127-8
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