与锂离子电池相比，锌空气电池（ZABs）具有更高的理论能量密度、更低的成本和更高的安全性，但由于缺乏高效、耐用的双功能氧电催化剂，其进一步的开发和应用受到严重的制约，目前广泛应用的碳基催化剂在电池充电过程中存在热力学不稳定性。鉴于此，天津工业大学宋世栋教授和滑铁卢大学Zhongwei Chen教授团队合作设计制备了一种新型的TiC负载非晶质MnOx (A-MnOx/TiC)作为ZABs耐腐蚀氧电极的电催化剂。A-MnOx/TiC对氧还原反应(ORR)和氧进化反应(OER)表现出优异的电催化活性和稳定性，远远优于目前商业的ORR的Pt/C催化剂和OER的IrO₂催化剂,以及Pt/C-IrO₂或者A-MnOx/C双功能催化剂。A-MnOx/TiC优异的双功能催化活性归因于非晶型MnOx催化剂的高活性与TiC载体的高导电、稳定性的协同效应。更重要的是，与易于氧化的碳基A-MnOx/C催化剂相比，A-MnOx/TiC在强碱性电解质中表现出优异的电化学稳定性。利用该催化剂组装的ZABs具有优异的充放电性能和循环稳定性，此外，A-MnOx/TiC可应用于固态ZABs，其在平板和弯曲状态下均表现出良好的机械柔性和循环稳定性。具有极高活性和电化学稳定性的A-MnOx/TiC双功能电催化剂为探索高效、高循环稳定性的锌空气电池耐腐蚀电催化剂提供了一种新的策略。

Shidong Song, Wanjun Li, Ya-Ping Deng, Yanli Ruan, Yining Zhang, Xuhui Qin, Zhongwei Chen. TiC supported amorphous MnOx as highly efficient bifunctional electrocatalyst for corrosion resistant oxygen electrode of Zn-air batteries. Nano Energy, 2019.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104208

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104208