在可充电的Zn-Air电池中支持氧气演变和氧气减少的层次性多孔碳Co2P2O7纳米粒子
Bin Zhang1, Donghao Xu1, Suer Guo2
1State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, College of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China.
Inorganic chemistry
|August 2, 2024
概括
研究人员开发了用于金属空气电池的层次性多孔碳支持酸 (Co2P2O7-N/C-T) 催化剂. 在可充电Zn-空气电池中,Co2P2O7-N/C-800催化剂表现出卓越的氧降低/演化反应 (ORR/OER) 性能和稳定性.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 氧降解/进化反应 (ORR/OER) 对金属空气电池至关重要,但由于缓慢的动力学而受到限制.
- 为高效的ORR/OER开发持久的双功能催化剂仍然是储能领域的一个重大挑战.
研究的目的:
- 为了合成和评估层次性的多孔碳支持酸 (Co2P2O7-N/C-T) 催化剂.
- 调查这些新材料的催化活性和双功能性,用于ORR/OER.
- 评估可充电Zn-空气电池 (ZAB) 中优化催化剂的性能.
主要方法:
- 在不同温度下用红色溶解基于氨酸的NTU-70纳米片,以产生Co2P2O7-N/C-T催化剂.
- 在1M KOH和0.1M KOH中进行电化学表征,以评估OER和ORR性能.
- 测试Co2P2O7-N/C-800催化剂作为可充电Zn-空气电池中的空气阴极.
主要成果:
- Co2P2O7-N/C-800催化剂表现出较低的OER超电位 (290 mV在10 mA cm-2) 和0.74 V的优异 ΔE,优于商业Pt/C + RuO2.2.
- 在可充电的Zn-空气电池中,Co2P2O7-N/C-800显示出稳定的放电电压高原 (1.405V) 和高能量密度 (801.2 mA h gZn-1).
结论:
- 层次性多孔碳支持的酸催化剂对高效的双功能ORR/OER有很大的前景.
- 活跃的Co2P2O7中心与层次性的多孔碳支持之间的相互作用对催化剂性能至关重要.
- 这项研究为设计高性能金属空气电池的先进催化剂提供了一个可行的策略.
