开发经济高效的双功能电催化剂是实现可充电(混合)金属-空气电池应用的关键。理想的选择是开发出对析氧和氧还原（OER和ORR）活性没有选择性且不含贵金属的双功能电催化剂。

近日，印度科技学院Prabeer Barpanda报道了纳米结构的K₂Co(PO₃)₄四磷酸盐是一种新型经济的双功能电催化剂。

文章要点

1）通过可扩展的自燃烧，研究人员合成得到了均匀的碳包覆的K₂Co(PO₃)₄纳米颗粒（~100 nm），其形貌为球形，具有半金属性质的Co物种，从而提高了催化剂的整体催化活性。

2）虽然这种空气稳定的K₂Co(PO₃)₄磷酸盐已显示出良好的ORR活性，但它同时也表现出优于基准RuO₂催化剂的优异OER活性，并具有良好的稳定性。从头算结果表明，这种催化活性来源于K₂Co(PO₃)₄结构中最活跃、最稳定的(001)表面以及Co的半金属性质。

3）基于K₂Co(PO₃)₄的双功能电催化活性，研究人员成功地将其应用于额定电压为3.2V的钠-空气混合电池中，其往返效率超过70%。通过精准组装电池，确保了水电解质的不损失以及每个电池组件之间的正确接触后，可以进一步提高电池的性能。

这种纳米结构的K₂Co(PO₃)₄为四磷酸盐作为一种新型经济的双功能电催化剂铺平了道路，可用于电网级储存的钠-空气混合电池。

参考文献

Chinnasamy Murugesan, Sathiya Priya Panjalingam, Shubham Lochab, Rajeev Kumar Rai, XiaoFeng Zhao, Deobrat Singh, Rajeev Ahuja and Prabeer Barpanda, Cobalt tetraphosphate as an efficient bifunctional electrocatalyst  for  hybrid  sodium-air  batteries, Nano  Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106485

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106485