汉阳大学ACS Nano: 用于可逆水系和柔性固态锌-空气电池的通用氧催化双功能催化剂

可充电的水性锌-空气电池 (ZAC) 有望成为一种极其安全和高能量的技术。然而，它们仍然受到缓慢的电化学动力学和源自双功能催化剂和电解液的寄生反应的不可逆性的显著限制。

在此，韩国汉阳大学Jung-Ho Lee等人报道了界面结构的优先原位构建，其特征是由 FeCo 单/双原子构成的边缘位点，通过电子结构调控方法将Co位点整合到氮化石墨碳骨架 (FeCo SAs@Co /N-GC) 中。

与商业Pt/C和RuO₂相比，FeCo SAs@Co/N-GC由于界面处的协同效应和优选的电荷/质量转移，显示出优异的电化学性能、可逆的氧化还原动力学以及在通用pH 环境（即碱性、中性和酸性）下对氧还原和析出反应的耐久性。

图1. 碱性和非碱性电解液下的氧双功能电化学性能

因此，由 FeCo SAs@Co/N-GC正极构建的水系（碱性、非碱性和酸性电解质）ZAC可实现稳定运行，具有显著的可逆性和最高的能量密度，在环境大气中的性能优于基于贵金属电极的最先进的ZAC。

此外，柔性固态ZACs表现出优异的机械和电化学性能，最高功率密度为186 mW cm^-2，比容量为817 mAh g_Zn^-1，能量密度为 1017 Wh kg_Zn^-1，在极端恶劣的运行条件下循环寿命>680次，说明了三相催化剂在绿色储能技术中的巨大潜力。

图2. 固态柔性锌空气全电池的电化学性能

Heuristic Iron-Cobalt-Mediated Robust pH-Universal Oxygen Bifunctional Lusters for Reversible Aqueous and Flexible Solid-State Zn-Air Cells, ACS Nano 2021. DOI: 10.1021/acsnano.1c04471

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汉阳大学ACS Nano: 用于可逆水系和柔性固态锌-空气电池的通用氧催化双功能催化剂

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