可充电金属-空气电池具有超高的能量密度被认为是最有发展前景的能源存储与转换装置之一，例如锌-空气电池和锂-空气电池。阴极电化学氧还原/生成反应(ORR/OER)缓慢动力学是影响金属-空气电池充放电速率、容量保持率、能量效率和循环寿命的关键因素，因此，开发高效稳定廉价的ORR/OER双功能催化剂是可充电金属空气电池应用研究的一个热点领域。近日，华中科技大学夏宝玉课题组设计制备了一种金属-有机框架衍生的二维氮掺杂碳纳米管/石墨烯杂化物作为可充电锌空气电池的高效双功能氧电催化剂。通过分级结构和杂原子掺杂的协同作用，得到的催化剂对ORR/OER电化学反应具有良好的催化活性和耐久性，组装的可充电锌空气电池的高功率密度为253 mW/cm²，比容量为801 mAh/g_Zn，在电流密度为5 mA/cm²时具有超过3000 h的良好循环稳定性。此外，由这种杂化氧电催化剂组装的柔性固态可充电锌空气电池具有223 mW/cm²的高放电功率密度，可为45个发光二极管供电并为手机充电。该工作对设计用于长寿命金属空气电池的高效双功能氧电催化剂和相关的能量转换技术具有重要的借鉴意义。

Yangyang Xu, Peilin Deng, Guangda Chen, Jinxi Chen, Ya Yan, Kai Qi, Hongfang Liu, Bao Yu Xia. 2D Nitrogen‐Doped Carbon Nanotubes/Graphene Hybrid as Bifunctional Oxygen Electrocatalyst for Long‐Life Rechargeable Zn–Air Batteries. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201906081

https://doi.org/10.1002/adfm.201906081