双金属协调共价三酸框架-衍生于FeNi合金纳米颗粒-装饰的珊瑚样纳米碳素用于氧气电催化
Mingjin Li1, Minghui Lv1, Yong Zheng1
1College of Materials and Chemical Engineering, Key Laboratory of Inorganic Nonmetallic Crystalline and Energy Conversion Materials, China Three Gorges University, Yichang 443002, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 27, 2023
概括
我们开发了与铁 (FeNi) 合金纳米颗粒嵌入的新型珊瑚样纳米碳. 这些双功能电催化剂在可充电空气电池的氧化演变和还原反应中表现出色.
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:
- 开发高效的氧化演化反应 (OER) 和氧减少反应 (ORR) 的电催化剂对于可充电的空气电池至关重要.
- 嵌入过渡双金属合金的多孔纳米碳化合物具有独特的纳米架构,对于增强的催化活性是非常理想的.
研究的目的:
- 合成FeNi合金纳米颗粒装饰的珊瑚类纳米碳 (FeNi-CNC) 作为高效的OER/ORR双功能电催化剂.
- 为了研究这些新型纳米碳的结构-属性关系,用于能源转换应用.
主要方法:
- 模板辅助的现场合金合成,涉及共价三酶框架 (CTF) 的聚凝,Ni和Fe离子的协调,以及火溶性处理.
- 由此产生的FeNi-CNC的表征,重点是它们的3D珊瑚样纳米结构和合金纳米粒子装饰.
- 对OER和ORR进行电催化测试,并组装成可充电的空气电池.
主要成果:
- 成功合成了FeNi-CNC,显示出一种独特的3D珊瑚样纳米结构,有利于大规模运输.
- FeNi-CNC-800材料在OER和ORR方面表现出了显著的电催化性能和耐久性.
- 用FeNi-CNC组装的可充电空气电池显示出优越的峰值功率密度,大特定容量和出色的可重复使用性 (超过5160个循环).
结论:
- FeNi-CNC是可充电空气电池的高效双功能电催化剂.
- 独特的纳米结构和合金组成有助于卓越的电化学性能.
- 这些材料对可穿戴能源转换设备的应用具有重大前景.
