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開發(fā)高效穩(wěn)定的雙功能催化劑對推進(jìn)鋅空氣電池(ZABs)的大規(guī)模應(yīng)用至關(guān)重要。本文,安徽工業(yè)大學(xué)Shilei Ding等研究人員在《Electrochimica Acta》期刊發(fā)表名為“Secondary Sulfidation-Engineered Co/N–Graphene Catalyst for Boosted ORR/OER Bifunctionality in Zinc–Air Batteries”的論文,研究通過兩步硫化策略,合成了以氮摻雜石墨烯為載體的鈷基硫化物復(fù)合催化劑(Co@NG-S2)。
首階段硫化處理成功實現(xiàn)硫(S)與氮(N)的共摻雜,同時提升了石墨烯載體的導(dǎo)電性和活性。第二階段硫化促進(jìn)了鈷基硫化物的均勻分布,并增強了其與石墨烯的界面耦合,從而顯著提升了雙功能催化性能。電化學(xué)表征顯示,Co@NG-S2在紅外電極上呈現(xiàn)出0.868 V的氧還原反應(yīng)(ORR)起始電位和0.798 V的半波電位(E1/2)。對于氧析出反應(yīng)(OER),Co@NG-S2在10 mA cm-2電流密度下僅表現(xiàn)出430 mV的低過電位,展現(xiàn)出卓越的ORR/OER雙功能活性。此外,采用該催化劑組裝的液態(tài)ZAB實現(xiàn)了110 mW cm-2的峰值功率密度,并展現(xiàn)出超過200小時的循環(huán)穩(wěn)定性。本研究提出了一種合成高性能過渡金屬硫化物-碳基催化劑的新策略,為未來應(yīng)用展現(xiàn)出巨大潛力。 |