可充电电池有望广泛用于可持续发展的能量转换和储能技术中。基于双金属硫化物的高效多功能可充电电池电极是一种非常理想的电极，但其相和结构的可控性仍具有挑战性。

近日，中科大陈洁洁副研究员，余彦教授报道了一种简便的一锅胶体法，将FeCo双金属硫化物纳米片（NSs）直接生长到2D 氧化石墨烯（rGO）上，成功制备出具有高效氧电催化和钠存储性能的电极材料（FeCo₈S₈ NS/rGO）。

文章要点

1）研究人员通过原位杂化成功地在rGO上合成了一系列物相可控的具有杂化结构的FeCo基双金属硫化物（Co₉S₈ NS/rGO、FeCo₈S₈ NS/rGO和FeCoS₂ NS/rGO）。研究人员通过在原子水平上用Fe对Co₉S₈基体进行适当的裁剪而得到FeCo基双金属硫化物。

2）研究人员对产物的物相、组成和结构进行了表征，并探讨了影响杂化结构形成的关键因素。在氧电催化方面，通过相应的电化学测试，测试了所制备的产物的OER和ORR的相变性能，以及作为二次锌空气电池空气电极的可行性。实验结果显示，FeCo₈S₈纳米片在10 mA cm^-2时，具有低电位差（0.77 V），同时200次循环后的电压损失可以忽略不计。

3）研究人员通过电子传输分析和密度泛函理论(DFT)计算相结合，揭示了FeCo₈S₈ NS/rGO优异的双功能催化性能源于Fe/Co的合金化效应和rGO的支撑效应。

4）以钠离子电池为例，研究人员评估了FeCo₈S₈ NS/rGO作为电池负极材料的性能。实验结果显示，FeCo₈S₈ NS/rGO表现出优异的高倍率能力（在20 A g^-1时为188 mAh g^-1），并具有长期的循环稳定性。

该工作表明，低成本FeCo₈S₈ NS/rGO可作为锌空气电池和钠离子电池的电极材料。

Shu Lu, et al, Phase Engineering of Iron-Cobalt Sulfides for Zn–Air and Na–Ion Batteries, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c04309

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04309