近日，深圳大学高等研究院李秀婷课题组在学术期刊《Nano Research》上发表了题为“CNTs/CNF-supported multi-active components as highly efficient bifunctional oxygen electrocatalysts and their applications in zinc-air batteries”的研究论文。课题组博士后丁伟元为论文的第一作者，深圳大学为通讯单位。
合理构建活性成分一直是制备高效双功能氧电催化剂的最大挑战。碳载体形态的设计对于活性位点的高效发挥至关重要。在这项工作中，我们通过静电纺丝技术和气相沉积技术开发了一种高活性的双功能氧电催化剂，将活性物质FeCo纳米颗粒、MNx (M = Fe, Co)和FePx嵌入多孔石墨化碳纳米管(CNTs)/碳纳米纤维(CNF)中。研究发现，其ORR和OER的性能分别优越于商业贵金属Pt/C和IrO2，同时组装的锌空气电池表现出1.456V的高开路电压，以及能够稳定进行700次充放电循环。结构表征说明该电催化剂的高效双功能性主要来自于: (1) FeCo纳米颗粒中含有丰富的针对OER的MOH/MOOH活性位点，并与CVD构建的FePx/CNTs共同调节电子结构来改善电子转移; (2)碳载体中的MNx和FePx/CNTs均对ORR具有高活性; (3)多层级的碳载体CNTs/CNF具有高程度的多孔性和石墨化，不仅促进了传质过程，更提高了电催化剂的导电性和稳定性。这项工作为设计新型双功能电催化剂，开发高性能清洁能源设备提供了重要的启示。
原文链接：https://doi.org/10.1007/s12274-022-5261-y
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