酸MOF衍生N-化碳涂层-空隙-丰富Ni2P颗粒作为有效的双功能氧气电催化剂

科学领域:

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背景情况:

• 非贵金属双功能电催化剂对于可充电的空气电池 (ZAB) 是至关重要的.
• 过渡金属化物 (TMP) 显示出作为氧气电催化剂的前景.
• 开发高性能和稳定的电催化剂对于ZAB的实现至关重要.

研究的目的:

• 设计和合成一种具有空位的新型N-化碳涂层Ni2P催化剂 (Vp-Ni2P@NC).
• 调查空位和兴奋剂对电催化活动的协同效应.
• 为了评估Vp-Ni2P@NC作为ZAB中的空气阴极的性能.

主要方法:

• 通过碳化和Ar等离子处理从酸金属有机框架 (MOF) 中合成Vp-Ni2P@NC.
• 描述催化剂的结构,组成和电子特性.
• 氧减少反应 (ORR) 和氧演化反应 (OER) 的催化剂的电化学测试和ZAB性能评估.

主要成果:

• 等离子处理有效地引入了空缺,增强了催化剂的电子结构和导电性.
• 化碳涂层提供了额外的活性点和更好的电导率.
• Vp-Ni2P@NC表现出优异的双功能电催化活性,其低 ΔE 值为 0.70 V.
• 使用Vp-Ni2P@NC的ZAB实现了高功率密度 (203.48 mW cm−2) 和显著的循环稳定性 (>150小时在10 mA cm−2).

结论:

• Vp-Ni2P@NC是一种高效的非贵金属双功能电催化剂,用于ZABs.
• 空位和N-doped碳的组合协同增强了催化性能.
• 这种催化剂为开发先进的储能设备提供了一个有希望的途径.