清华张如范Nano Lett.:RuCoOx纳米泡沫作为高性能三功能电催化剂用于Zn-空气可再充电电池和水分解

清华张如范Nano Lett.:RuCoOx纳米泡沫作为高性能三功能电催化剂用于Zn-空气可再充电电池和水分解
为氧还原反应/析氧反应/析氢反应(ORR/OER/HER)设计高性能三功能电催化剂,使其在每种反应中都具有优异的活性和稳定性,对于可再生能源技术来说是非常重要的,但也是面临着挑战。
基于此,清华大学张如范副教授(通讯作者)等人报道了一种独特的“一锅式”葡萄糖吹炼方法制备了高效耐用的三功能RuCoOx电催化剂。
清华张如范Nano Lett.:RuCoOx纳米泡沫作为高性能三功能电催化剂用于Zn-空气可再充电电池和水分解
该策略在合理筛选靶向ORR/OER/HER位点、充分的电子结构调制和双相耦合效应诱导的协同功能等方面具有优势,以及长期的材料和结构稳定性。
设计合理的RuCoOx催化剂对ORR、OER和HER均表现出良好的三功能催化活性和稳定性,其在电流密度为10 mA cm2时仅表现出0.65 V的小电位差(ΔE)和37 mV的低HER过电位。
清华张如范Nano Lett.:RuCoOx纳米泡沫作为高性能三功能电催化剂用于Zn-空气可再充电电池和水分解
当RuCoOx催化剂用于ORR/OER/HER,在进行200000/10000/10000的CV循环后,过电位的衰减基本可以忽略不计,所有这些都在先进的三功能电催化剂中显示出绝对的优势。
当用于可再充电锌-空气电池和水电解槽时,RuCoOx催化剂在相当大的电流密度下也表现出高效率和出色的耐久性。这种优异的性能可归因于基于双相耦合策略将目标ORR/OER/HER活性位点合理组合成一种电催化剂,从而诱导足够的电子结构调制和协同效应以增强三功能性质。
清华张如范Nano Lett.:RuCoOx纳米泡沫作为高性能三功能电催化剂用于Zn-空气可再充电电池和水分解
RuCoOx Nanofoam as a High-Performance Trifunctional Electrocatalyst for Rechargeable Zinc-Air Batteries and Water Splitting. Nano Lett., 2021, DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03407.
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03407.

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