氮化物,如Ni3FeN等,因其獨特的電子結(jié)構(gòu)和半金屬特性,在電催化氧氣復(fù)原反響(OER)中,表現(xiàn)出優(yōu)異的功用。但將Ni3FeN使用于可逆鋅空氣電池中,面對兩個問題:一是氮化物的ORR活性低;二是氮化物的在組成進程(氨氣氣氛煅燒)中易聚會,難以得到更小尺度、更多活性位暴露的氮化物,阻礙其OER功用的進一步提高。

    近來,中國科學(xué)院理化技能研究所超分子光化學(xué)研究團隊研究員張鐵銳課題組選用“一舉兩得”的戰(zhàn)略,經(jīng)過引進鈷氮共摻雜碳載體(Co,N-CNF),有用減輕Ni3FeN在高溫組成進程中的聚會問題,然后縮小其尺度至14nm;同時Co,N-CNF自身具有優(yōu)秀的ORR功用。因而,Ni3FeN/Co,N-CNF復(fù)合物的OER功用顯著優(yōu)于貴金屬IrO2,ORR功用超過商業(yè)化Pt/C,該雙功用催化劑可實踐使用于可逆鋅空氣電池,并在高電流密度(50 mA cm-2)下長時間穩(wěn)定作業(yè)。該戰(zhàn)略為規(guī)劃和組成多功用催化劑供給了新思路,可廣泛使用于金屬空氣電池、可充放電式燃料電池、全分化水以及其他動力范疇。

    研究結(jié)果以3D Carbon Nanoframe Scaffold-immobilized Ni3FeN Nanoparticle Electrocatalysts for Rechargeable Zinc-Air Batteries’Cathodes為題宣布在Nano Energy上。

    研究作業(yè)得到科技部國家重點基礎(chǔ)研究方案、國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目、國家“萬人方案”-青年優(yōu)秀人才支撐方案、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(B類)等的支撐。
 
鋅空氣電池
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