单原子Mn位点被限制在层级多孔的核心外纳米结构中,以改善氧降解的催化
Hongdian Chen1, Chuanlan Xu2, Lingtao Sun3
1College of Materials Science and Engineering, Chongqing University of Arts and Sciences, Chongqing 402160, China; School of Chemistry and Chemical Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China.
Journal of colloid and interface science
|June 13, 2024
概括
开发用于空气电池的先进催化剂是关键. 这项研究引入了一种新的策略,使用现场气蚀,创建稳定的Mn-N4单原子位点,显著提高电池性能和耐用性.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 空气电池是有前途的储能装置,但由于缓慢的氧减少反应 (ORR) 动力学而受到限制.
- 提高ORR催化剂的性能和稳定性仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发一种有效的策略,以提高空气电池ORR催化剂的活性和稳定性.
- 解决催化剂性能与长期耐用性之间的兼容性问题.
主要方法:
- 采用了现场气蚀热组装策略,以创建具有石墨烯样外的核心外结构.
- 这种方法促进了--4 (Mn-N4) 单原子位点在半孔碳核中的定.
主要成果:
- 合成的催化剂 (Mn-N@Gra-L) 呈现出0.875 V的高半波潜力,用于ORR.
- 组装的空气电池表现出 242 mW cm-2 的峰值功率密度和大约 115 小时的续航时间.
- 在不同电流密度下实现了20小时的稳定周期性放电平台.
结论:
- 现场气蚀策略有效地解决了ORR催化剂中的活动稳定性权衡问题.
- 完全暴露和稳定的Mn-N4单原子位点对于改善空气电池的电催化活性,循环耐用性和可逆性至关重要.
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