开发具有精细结构，高效且对氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）具有良好耐久性的双功能催化剂，对于可再生Zn-空气电池的发展至关重要。

有鉴于此，中国科学院长春应用化学研究所董绍俊院士、Jianbo Jia和五邑大学张业龙等人，制备了多珠纤维负载核壳结构的N掺杂碳限域Co_0.7Fe_0.3合金纳米粒子(NPs)作为双功能电催化剂。

本文要点

1）该包覆结构由N掺杂的石墨化碳壳和大量Co_0.7Fe_0.3 NP形成的核组成，并均匀地穿入一维纤维。此外，这种独特的分层结构具有丰富的介孔，较高的BET表面积743.8 m² g^-1，良好的电导率和均匀分布的Co_0.7Fe_0.3/Co(Fe)-Nx耦合活性位点。

2）因此，经过实验优化的Co_0.7Fe_0.3@NC_2：1-800具有出色的OER性能（在10 mA cm^-2下，过电势达到314 mV），远远超过了RuO₂（353 mV），并且具有良好的ORR催化性能（半波电势为0.827 V），与Pt/C相当（0.818 V）。

3）令人印象深刻的是，与商用RuO₂+20 wt％Pt/C催化剂相比，Co_0.7Fe_0.3@NC_2：1-800锌空气电池提供了1.449 V的更高开路电压，85.7 mW cm^-2的大功率密度以及出色的充放电循环稳定性。

总之，该工作为电催化剂和能量转换系统的结构设计提供了新思路。

参考文献：

Ling Long et al. Co0.7Fe0.3 NPs confined in yolk–shell N-doped carbon: engineering multi-beaded fibers as an efficient bifunctional electrocatalyst for Zn–air batteries. Nanoscale, 2021.

DOI: 10.1039/D0NR08781E

https://doi.org/10.1039/D0NR08781E