Nano-Micro Lett.：柔性锌-空气电池用具有可调和协同元件的工程双相双功能氧电催化剂

兔兔

2021-05-18

金属-空气电池，如锌-空气电池（ZABs），由于空气阴极的OER和ORR缓慢，通常能量转换效率低，循环性差。有鉴于此，厦门大学孙世刚教授和同济大学陈作锋教授等人通过配位结构-阳离子交换-热解的策略，制备了一种新型负载在纳米花状氮掺杂石墨碳（C）上的Co/CoFe双金属纳米材料，并将其作为一种高效的双功能氧电催化剂。

本文要点：

1）实验表征和密度泛函理论计算揭示了Co/CoFe异质结构的形成以及金属层与NC载体之间的协同效应，提高了电导率，加速了反应动力学，优化了ORR和OER中间体的吸附能。

2）Co/CoFe@NC具有较高的双功能活性，ORR的半波电位（E_1/2）与OER在10 mA cm^-2处的电位（E_j=10）之间的电势差为0.70 V。使用该空气电极构建的水系ZAB在550个循环（360小时，15天）测试后仅出现60 mV的电压损失。

3）合成了一种具有良好保水性和高离子电导率的聚丙烯酸钠（PANa）水凝胶电解质。将Co/CoFe@NC空气电极与PANa水凝胶电解质相结合的准固态ZAB在不同弯曲状态下表现出良好的力学稳定性和循环性。

Yanli Niu et al. Engineering Two-Phase Bifunctional Oxygen Electrocatalysts with Tunable and Synergetic Components for Flexible Zn–Air Batteries. Nano-Micro Letters 2021, 13 (1), 126.

DOI: 10.1007/s40820-021-00650-2.

https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-021-00650-2