"围"效应使金属有机框架衍生的单原子Co-N-C催化剂用于高性能Zn-Air电池
Jiawei Xia1, Le Li1, Na Li1
1Key Laboratory of Advanced Catalytic Materials and Technology, Advanced Catalysis and Green Manufacturing Collaborative Innovation Center, Changzhou University, Changzhou, Jiangsu 213164, People's Republic of China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|August 12, 2024
概括
研究人员使用空间隔离策略开发了一种新的电催化剂. 这种非贵金属催化剂在空气电池中表现出色,为先进的储能解决方案铺平了道路.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 开发非贵金属 (非PGM) 电催化剂对于储能和转换技术至关重要.
- 基于的材料是有希望的候选材料,但实现孤立的活性点仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 使用空间隔离策略,在添加的多孔碳上合成高度孤立的物种.
- 评估这些催化剂在氧降解反应和空气电池中的性能.
主要方法:
- 使用了一种ZnCo-ZIF前体,其中Zn原子部分被替换.
- 前体的热解产生了一种配合的多孔碳基质,与孤立的Co物种 (从纳米粒子到单个原子) 相结合.
- 在性介质中的电化学测试和可充电液体空气电池的组装.
主要成果:
- 空间隔离策略有效分散了Co物种,形成单原子催化剂 (Co-SAs/N-C).
- Co-SAs/N-C催化剂表现出极好的氧降解反应活性.
- 使用Co-SAs/N-C的空气电池实现了高开通电路电压 (1.49 V),特定容量 (689.3 mAh g-1),以及稳定性 (>200 h).
结论:
- 开发的空间隔离策略对于创建高性能非PGM电催化剂是有效的.
- 在添加的多孔碳上支持的单原子催化剂显示了可充电电池应用的巨大潜力.
- 这项工作为设计用于储能的先进电催化剂提供了一条途径.
相关概念视频
Metal-Ligand Bonds
The hemoglobin in the blood, the chlorophyll in green plants, vitamin B-12, and the catalyst used in the manufacture of polyethylene all contain coordination compounds. Ions of the metals, especially the transition metals, are likely to form complexes.
In these complexes, transition metals form coordinate covalent bonds, a kind of Lewis acid-base interaction in which both of the electrons in the bond are contributed by a donor (Lewis base) to an electron acceptor (Lewis acid). The Lewis acid in...
In these complexes, transition metals form coordinate covalent bonds, a kind of Lewis acid-base interaction in which both of the electrons in the bond are contributed by a donor (Lewis base) to an electron acceptor (Lewis acid). The Lewis acid in...
Properties of Organometallic Compounds
Organometallic compounds are compounds that contain a carbon–metal bond. Carbon belongs to an organyl group like alkyl, aryl, allyl, or benzyl groups. The metal can be from Group I or Group II of the periodic table, a transition metal, or a semimetal.


