天大Adv. Sci.：封装Co NPs的互连N-掺杂中空碳纳米纤维增强Zn-空气电池中的氧电催化

2023年10月12日下午7:46 • 顶刊解读

合理设计用于氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）的双功能高效电催化剂是可取的，同时对可充电金属空气电池的开发极具挑战性。

近日，天津大学邓意达教授、韩晓鹏讲师、陈亚楠特聘研究员和Xuerong Zheng（共同通讯作者）等人设计并制备了一种高效的双功能电催化剂，其方法是利用超快高温冲击技术将钴纳米颗粒（Co NPs）封装在互连的N-掺杂中空多孔碳纳米纤维（Co@N-C/PCNF）。

得益于Co-N-C部分的协同效应和固有活性，以及碳纳米纤维的多孔结构，碳纳米纤维Co@N-C/PCNF复合材料对OER在电流密度为10 mA cm^-2时过电位仅为 289 mV，对ORR的半波电位为0.85 V，对两者都表现出高的双功能电催化活性。

此外，复合材料中的Co-N-C部分可以调节催化剂的局部环境和电结构，从而优化吸附/脱附动力学，降低反应势垒，促进可逆氧电催化。

基于Co@N-C/PCNF的水性锌空气电池（AZAB）可以提供292 mW cm^-2的高功率密度，组装的柔性ZAB可以为可穿戴设备供电。

Encapsulating Cobalt Nanoparticles in Interconnected N-Doped Hollow Carbon Nanofibers with Enriched Co-N-C Moiety for Enhanced Oxygen Electrocatalysis in Zn-Air Batteries. Adv. Sci., 2021, DOI: 10.1002/advs.202101438.

https://doi.org/10.1002/advs.202101438.

天大Adv. Sci.：封装Co NPs的互连N-掺杂中空碳纳米纤维增强Zn-空气电池中的氧电催化

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