超小NiFe水滑石耦合单原子FeCo-NC纳米花用于可充电锌空气电池（英文）

作者：王一棪; 张国新^*; 马莽; 马岩; 黄剑坤; 陈晨; 张颖; 孙晓明; 阎子峰^*

来源：Science China-Materials, 2020, 63(07): 1182-1195.

• atomically dispersed catalyst
• NiFe layered double hydroxide
• oxygen electrocatalyst
• bifunctionality
• zinc-air battery

单原子分散的FeCo-NC材料,具有特殊的花状结构和原子级分散Fe/Co位点,适用于可控沉积超小NiFe水滑石纳米点(NiFeND),从而制备具有优异氧还原(ORR)和氧析出(OER)性能的双功能催化材料.FeCo-NC材料本身具有三维立体花状介孔结构和丰富的N/O功能位点,可以实现对NiFe-ND尺寸的有效控制(直径约4 nm),使得制备的特殊复合材料的OER和ORR活性位暴露度达最大值.电化学测试表明在0.1 mol L-1KOH电解液中NiFe-ND/FeCo-NC的ORR半波电势为0.85 V,当电流密度为10 mA cm-2时的OER电势为1.66 V.原位拉曼结果进一步证实了NiFe-ND/FeCo-NC材料优良的OER活性来源于电化学过程中产生的丰富Ni(Fe)OOH活性相.采用NiFe-ND/FeCo-NC组装的锌空气电池具有较小的充放电电压差(0.87 V,20 mA cm-2)和持久的循环稳定性.同时,NiFe-ND/FeCo-NC也可以应用于全固态锌空气电池,即使在形变的情况下仍然具有良好的循环稳定性.本工作可为单原子金属氮碳催化剂作为特殊基底材料应用于新型多功能催化剂的研发提供指导.

• 单位
  山东科技大学; 重质油国家重点实验室; 中国石油大学（华东）