P-doped二元Ni/Fe-N-C用于增强氧气电催化性能
Hongrui Jia1, Xiangshe Meng1, Yan Lin1
1College of Energy Storage Technology, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China. ligq@sdust.edu.cn.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|October 19, 2023
概括
在NiFe--碳电催化剂中的兴奋剂可以提高氧气电催化和Zn-空气电池的性能. 这种P-NiFe-NC材料在能源应用中表现出卓越的活性和稳定性.
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
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 在碳支上优化金属催化剂的微环境是电催化剂的关键.
- 二元金属--碳材料提供了有前途的催化性能.
研究的目的:
- 设计和合成添加的二元NiFe--碳材料 (P-NiFe-NC).
- 研究兴奋剂对材料结构和电催化活性的影响.
- 评估P-NiFe-NC在氧气电催化和 Zn-空气电池中的性能.
主要方法:
- 联合沉和高温热解使用化和化.
- 用于表面分析的X射线光电子光谱 (XPS).
- 氧降解反应 (ORR) 和氧演化反应 (OER) 的电化学测试.
- 在Zn-空气电池中组装和测试P-NiFe-NC.
主要成果:
- 兴奋剂诱导了N和P之间的强烈相互作用,改变了pyridinic N和Fe物种.
- P-NiFe-NC表现出增加的表面积和改善的多孔性,增强了质量转移.
- 实现了0.85V的高ORR半波潜力和1.69V@10.0mA cm-2.2的OER潜力.
- 带有P-NiFe-NC的Zn-空气电池表现出161.36 mW cm-2的峰值功率密度和100小时以上的稳定性.
结论:
- 兴奋剂是一种有效的策略,可以提高基于NiFe的碳材料的电催化性能.
- P-NiFe-NC显示出氧气电催化作用的优良双功能活性,以及可充电储能器件的潜力.
- P,Ni,Fe和N的协同作用有助于卓越的性能.
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