双功能氧电催化剂是实现坚固的可逆锌−空气电池(ZABs)的致命弱点。

近日，中南大学Yongpeng Lei在由 Ni_xCo_3−xO₄增强的原子 Fe−N₄−C 位点(Ni_xCo_3−xO₄@Fe₁/NC)上实现了碱性介质中持久的双功能氧电催化。

文章要点

1）与原始Fe₁/NC相比，析氧反应（OER）稳定性提高了10倍，氧还原反应（ORR）性能也得到改善。

2）研究人员发现，位阻改变了 Fe−N₄−C 位点处的价电子，导致 Fe−N 键更短并增强了 Fe−N₄−C 位点的稳定性。

3）相应的固态ZAB表现出超长的寿命（在5 mA cm⁻²下>460小时）和高倍率性能（从2到50 mA cm⁻²）。此外，研究人员还探讨了 Ni_xCo_3−xO₄@Fe₁/NC 在 OER 和 ORR 以及充放电循环前后的结构演变。

这项工作开发了一种有效的策略来改善双功能氧电催化和可能的其他过程。

参考文献

Huanran Zheng, et al, Highly Reversible Zn−Air Batteries Enabled by Tuned Valence Electron and Steric Hindrance on Atomic Fe−N4−C Sites, Nano Lett., 2024

DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01078

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c01078