设计具有优化电子结构的杂化过渡金属化合物,并将其牢固地分散在基体上以避免聚集和脱落,对于获得高电催化性能具有重要意义。
基于此,江苏科技大学张俊豪教授,山东大学熊胜林教授报道了一种基于通道限制效应的吸附-络合-煅烧策略,成功获得了均匀分散在介孔碳中的CoN-CoOx杂化纳米颗粒。合成的CoN-CoOx/C复合材料具有良好的氧还原反应(ORR)电催化性能。
文章要点
1)研究发现,CoN-CoOx/C用于电催化ORR的半波电位和耐久性与Pt/C相当或优于Pt/C,用作一次锌-空气电池的正极催化剂时,其开路电压和峰值功率密度分别达到1.394 V和109.8 mW cm−2。在10 mA cm-2下,获得了950.3 Wh kgZn-1的高重量能量密度,具有良好的倍率性能和稳定性。
2)密度泛函理论(DFT)计算表明,通过氧化物杂化来优化电子结构,CoN颗粒具有良好的ORR中间吸附能力和金属特性。
这项工作为在基底上获得高度分散、杂化成分可控的纳米颗粒提供了一种简便、可调的方法,这对未来高性能电催化剂的设计和优化具有重要意义。
参考文献
Xingmei Guo, et al, A channel-confined strategy for synthesizing CoN-CoOx/C as efficient oxygen reduction electrocatalyst for advanced zinc-air batteries, Nano Res., 2021
DOI: 10.1007/s12274-021-3835-8
https://doi.org/10.1007/s12274-021-3835-8