天大Adv. Sci.:包覆钴纳米粒子增强锌空气电池氧电催化性能

合理设计用于ORR和OER的双功能高效电催化剂是发展可充电金属-空气电池的理想选择，同时也是极具挑战性的。近日，天津大学郑学荣（通讯作者），陈亚楠（通讯作者），韩晓鹏（通讯作者），邓意达（通讯作者）等人在知名期刊Adv. Sci.上发表了题为“Encapsulating Cobalt Nanoparticles in Interconnected N-Doped Hollow Carbon Nanofibers with Enriched Co–N–C Moiety for Enhanced Oxygen Electrocatalysis in Zn-Air Batteries”的研究性论文。

PCNF的高温冲击合成示意图

作者采用超快高温冲击技术，将Co纳米颗粒包裹在互连的N掺杂中空多孔碳纤维(简称Co@N-C/PCNF)中，设计并制备了一种高效的双功能电催化剂。由于Co-N-C部分的协同效应和本征活性，以及碳纳米纤维的多孔结构，Co@N-C/PCNF复合材料对OER和ORR都表现出很高的双功能电催化活性。

Co@N-C/PCNF复合材料的形貌和成分分析

复合材料中的Co-N-C部分可以调节催化剂的局部环境结构和电子结构，从而优化了吸附/脱附动力学，降低了反应势垒，促进了可逆氧电催化。Co@N-C/PCNF水基锌空气电池(ZAB)提供292 mW cm⁻²的高功率密度，组装的柔性ZAB可以为可穿戴设备供电。

Co纳米粒子和Co@N-C/PCNF中Co的EXAFS谱

Encapsulating Cobalt Nanoparticles in Interconnected N-Doped Hollow Carbon Nanofibers with Enriched Co–N–C Moiety for Enhanced Oxygen Electrocatalysis in Zn-Air Batteries(Adv. Sci., 2021, DOI: 10.1002/advs.202101438)

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