CoNi-N/P-Doped碳纳米管作为高效氧降解反应的催化剂
Da Zhang1, Ruixin Ding1, Yan He1,2
1College of Electromechanical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266061, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|July 30, 2024
概括
这项研究开发了新的N/P化碳纳米管催化剂,由和等过渡金属支持. 与相比,优化的双金属-催化剂在氧降解反应和Zn-空气电池中表现出优越的性能.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 基催化剂 (Pt/C) 是电催化剂的标准,但价格昂贵.
- 由异原子合碳材料支持的过渡金属 (TM) 催化剂提供了具有良好的耐用性,具有成本效益的替代品.
- /添加碳纳米管 (N/P-CNT) 是TM催化剂的有希望的支持.
研究的目的:
- 合成和研究N/P-CNT支持的单金属 (Co,Ni) 和双金属 (CoNi) 催化剂.
- 探索TM类型和热解温度对催化剂微观结构和电化学特性的影响.
- 为了评估氧降解反应 (ORR) 和 Zn-空气电池中最佳催化剂的电催化性能.
主要方法:
- 酸二,2-甲基利米达,有机金属盐和CNT的一步性热解.
- 催化剂微观结构和石墨化程度的表征.
- 电化学测试ORR活动,甲醇耐受性,稳定性和Zn-空气电池性能.
主要成果:
- CoNi双金属催化剂的性能优于单金属 Co和 Ni 催化剂.
- 在900°C下进行热解的催化剂显示了增强的石墨化.
- 最佳的CoNi-N/P-CNT-900催化剂实现了0.86V的ORR半波潜力,具有出色的稳定性和甲醇耐受性.
- 在一个Zn-空气电池中的CoNi-N/P-CNT-900催化剂表现出比Pt/C更高的开放电路电压 (1.577V) 和峰值功率密度 (212.89mW cm−2).
结论:
- 在N/P兴奋剂CNT上支持的CoNi双金属催化剂是一种高效的电催化剂.
- 优化的合成条件 (900°C热解) 产生了优越的催化性能.
- 这些催化剂在Zn-空气电池等应用中显示出作为Pt/C的替代品的巨大潜力,促进了商业化.
