通过引入微量FeFe,增强CoNC的双功能氧降解和进化活性
Yongrong Sun1, Zhikai Liu2, Hailu Liu1
1Biomaterials Engineering Technology Research Center, Institute of Biological and Medical Engineering, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510316, China. xd0929@163.com.
在Fe-CoNC催化剂中含有微量铁可以显著提高空气电池的性能. 这些先进的催化剂增强了氧气减少和进化反应,性能优于贵金属.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 空气电池 (ZAB) 对于解决能源需求和环境问题至关重要.
- 开发高效的氧降解 (ORR) 和氧演化 (OER) 的双功能催化剂对于ZABs至关重要.
- 氧化伊米达酸框架-67 (ZIF-67) 为催化剂设计提供了一个独特的结构平台.
研究的目的:
- 研究微量铁 (Fe) 对来自ZIF-67.的Fe-CoNC催化剂的组成和结构的影响.
- 评估这些Fe-CoNC催化剂在性介质中的ORR和OER的电催化活性.
- 评估使用Fe-CoNC催化剂的ZAB的性能.
主要方法:
- 使用ZIF-67作为模板合成Fe-CoNC催化剂.
- 催化剂结构,组成和多孔性的表征.
- 在性电解质中对ORR和OER活性进行电化学测试.
- 用合成的催化剂组装和测试ZAB.
主要成果:
- 在Fe-CoNC催化剂中,暴露孔结构和表面金属物种增加.
- 活动地点的增加暴露导致ORR/OER活动显著增加.
- 使用Fe-CoNC的ZAB实现了200 mW cm-2的峰值功率密度,超过了无Fe的CoNC和贵金属催化剂.
- 在高电流密度 (328 mA cm−2) 观察到最佳性能.
结论:
- 在由ZIF-67衍生而来的CoNC催化剂中加入微铁可增强双功能ORR/OER活性.
- 改善的催化性能归因于活性部位暴露的增加.
- 在高性能ZAB中,Fe-CoNC催化剂是贵金属的有希望的,具有成本效益的替代品.
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