用于可充电空气电池的高质量双功能阴极,使用受限CoFe合金的N-化碳纳米管
Min Wang1, Baolin Liu1, Hongyu Zhang1
1State Key Laboratory of Chemistry and Utilization of Carbon Based Energy Resources, College of Chemistry, Xinjiang University, Urumqi 830017, Xinjiang, PR China.
Journal of colloid and interface science
|February 6, 2024
概括
开发高效的双功能电催化剂用于氧化演化 (OER) 和氧化减排 (ORR) 是可充电空气电池 (ZAB) 的关键. 这项研究介绍了N-化碳纳米管 (CoFe@NCNT) 中的CoFe合金纳米粒子,以提高ZAB性能.
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:
- 可充电的空气电池 (ZAB) 需要高效和稳定的双功能电催化剂,用于氧化演变反应 (OER) 和氧减少反应 (ORR).
- 基于非贵金属的催化剂被寻求作为贵金属的低成本替代品.
研究的目的:
- 开发一种方便的现场策略,用于创建封装在N-化碳纳米管 (CoFe@NCNT) 中的CoFe合金纳米粒子.
- 研究CoFe@NCNT作为ZAB中OER和ORR的双功能催化剂的电催化活性和性能.
主要方法:
- 在N-doped碳纳米管内对CoFe合金纳米粒子进行in-situ封装.
- 合成的CoFe@NCNT材料用于OER和ORR性能的电化学表征.
- 使用CoFe@NCNT电催化剂的可充电ZAB的组装和测试.
主要成果:
- CoFe@NCNT材料表现出丰富的Co(Fe) -Nx活性位点和合金和纳米管之间的协同效应.
- 获得了极好的OER/ORR双功能电催化活性,电位差异很小 (ΔE = 0.73 V).
- 由此产生的可充电ZAB表现出高功率密度 (194mW cm-2),特定容量 (795mAh g-1) 和稳定性 (900个周期).
结论:
- 开发的CoFe@NCNT电催化剂为可充电ZAB提供了一个有希望的低成本,高性能解决方案.
- 在现场封装策略是有效的创建先进的双功能电催化剂.
- 这项工作有助于推进用于储能应用的非贵金属电催化剂.
