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祝贺孙静博士的论文发表在Advanced Powder Materials
发布时间:2021-11-01

祝贺孙静博士的论文“Revealing the interfacial electron modulation effect of CoFe alloys with CoCX encapsulated in N-doped CNTs for superior oxygen reduction”发表在国产期刊Advanced Powder Materials。(DOI: 10.1016/j.apmate.2021.11.009)


       随着化石燃料的日益枯竭,全球性环境问题变得愈发严峻,急需开发一种新型环境友好且可再生的能量载体。金属空气电池被认为是未来有望替代传统化石能源的一种有效的能源转换与储能装置。金属空气电池的主要挑战之一是其半反应:氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的效率低和反应动力学缓慢的问题。迄今为止,Pt和IrO2/RuO2贵金属基电催化剂仍分别是最有效的ORR和OER电催化剂,但其高昂的价格和较低的储量阻碍了它们的大规模商业化应用。因此,探索和开发价格低、活性高、耐久性强的非贵金属催化剂具有重要的研究价值。在此基础上,王勤课题组提出了一种基于氮掺杂碳纳米管包覆的CoFe合金和CoCX抑制结催化剂,用于高性能ORR。首先,在含双氰胺的氮气氛围下,将球状CoFe2O4尖晶石原位诱导转换为碳纳米管。然后在还原气氛中进一步高温煅烧,最终形成具有CoFe合金、CoCX、N-CNT多重异质界面的电催化剂。制备的CoFe-CoCX@NCNT催化剂对于ORR具有高效的活性及稳定性。起始电位和半波电位分别为1.01 V和0.89 V,超过了商用Pt/C催化剂。此外,它被组装成锌空气电池,功率密度为175 mW·cm-2。本研究为开发高效低成本的锌空气电池催化材料提供重要策略,对于高效绿色储能器件的设计应用具有重要研究意义。


图1 合成示意图,XRD和形貌表征。


图2 XPS,拉曼光谱。


图3 电催化性质。


图4 锌空电池测试。


图5 CoFe-CoCx@NCNT-2上催化机理示意图。