氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)一般由贵金属(Pt)和金属氧化物(IrO2)催化,存在价格昂贵、选择性差、稳定性差等缺点。
近日,兰州大学彭尚龙教授报道了一种由碳化金属有机骨架(MOF)衍生物制备的MnO掺杂CoNx/N-PC复合材料(Mn-CoNx/N-PC)作为双功能电催化剂,以同时提高ORR和OER催化性能。
文章要点
1)N与金属元素之间有很强的配位作用,因此引入N可以明显提高用于ORR的Co-N-C催化活性中心的含量。同时,Mn掺杂显著调节了Co元素的电子结构,增加了Co0的含量,从而提供了有效的OER活性中心。
2)实验结果显示,Mn-CoNx/N-PC催化剂具有超强的双功能电催化活性,半波电位为0.85 V,优于20%Pt/C催化剂(0.82 V)。进一步的,将Mn-CoNx/NPC电催化剂用于锌-空气电池,其具有较高的功率密度(145 mW cm−2)和良好的循环性能。
本研究为构建低成本、高效率、耐用的锌-空气电池过渡金属基双功能电极提供了一种简便的方法。
参考文献
Hanzhen Zheng, et al, Mn, N co-doped Co nanoparticles/porous carbon as air cathode for highly efficient rechargeable Zn-air batteries, Nano Res., 2021
DOI: 10.1007/s12274-021-3837-6
https://doi.org/10.1007/s12274-021-3837-6