可充电Zn-空气电池作为一种环境友好型可持续的能源技术已经得到了广泛的研究。但是，开发具有高氧还原以及析氧反应（ORR和OER）活性和优异耐久性的非贵金属双功能催化剂仍然是一个挑战，这无疑限制了可充电Zn-空气电池的大规模应用。

有鉴于此，西北工业大学黄维院士， Yunhu Han报道了采用重力引导化学气相沉积（CVD）方法制备了一种具有优异ORR和OER催化活性和稳定性的Se掺杂的 CNTs基FeCo双功能催化剂（FeCo/Se-CNT）。

文章要点

1）所制备的FeCo/Se-CNT催化剂不仅具有优异的ORR和OER性能（E_1/2=0.9 V，10 mA cm⁻²下的过电位为340 mV），而且在30 K ADT循环后具有良好的耐久性。同时，在0.1 M KOH介质中的电位差（ΔE）仅为0.75V，表明该催化剂具有显著的双功能电催化活性。

2）鉴于FeCo/Se-CNT催化剂优异的双功能氧电催化活性，研究人员研究了将FeCo/Se-CNT催化剂作为空气阴极自组装成液态和柔性全固态可充电Zn−空气电池的应用潜力。实验结果显示，液态可充电Zn−空气电池的开路电压（OCV）达到1.543 V，峰值功率密度为173.4 mW cm⁻²。此外，开发的柔性全固态可充电Zn−空气电池还具有1.405 V的优异OCV和37.5mW cm⁻²的峰值功率密度。同时液态和柔性全固态可充电Zn−空气电池均具有出色的充放电稳定性。

参考文献

Hongwei Zhang, et al, Ultrastable FeCo Bifunctional Electrocatalyst on Se-Doped CNTs for Liquid and Flexible All-Solid-State Rechargeable Zn−Air Batteries, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00077

https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00077