
物理化学学报 >> 2024, Vol. 40 >> Issue (6): 2305004.doi: 10.3866/PKU.WHXB202305004
所属专题: 能源电催化
汪已萱†, 张灿辉†, 汪兴坤*(
), 段嘉瑞, 童科程, 代水星, 初蕾, 黄明华*
收稿日期:2023-05-08
修回日期:2023-07-26
录用日期:2023-07-27
发布日期:2023-11-29
通讯作者:
Email: xingkunwang@163.com (汪兴坤)huangminghua@ouc.edu.cn; Tel.: 15965562297 (黄明华)
作者简介:†These authors contributed equally to this work.
基金资助:
Yixuan Wang, Canhui Zhang, Xingkun Wang*(
), Jiarui Duan, Kecheng Tong, Shuixing Dai, Lei Chu, Minghua Huang*
Received:2023-05-08
Revised:2023-07-26
Accepted:2023-07-27
Published:2023-11-29
Contact:
Email: xingkunwang@163.com (Xingkun Wang)huangminghua@ouc.edu.cn; Tel.: 15965562297 (Minghua Huang)
Supported by:摘要:
得益于较高的理论能量密度、环境友好性和丰富的海水储量,海水基锌-空气电池(S-ZABs)被认为是一种极具应用前景的储能和能源转换装置,是解决能源短缺和环境污染问题的能源装置之一。然而对于S-ZABs而言,构筑在海水中具有高耐氯离子腐蚀性与高性能的阴极氧还原反应电催化剂仍然具有挑战性。因此,我们通过高温硒化策略,在氮掺杂介孔碳材料上设计了超薄碳铠甲层封装的Co9Se8纳米颗粒高效ORR电催化剂(命名为NMC-Co9Se8)。外部的超薄碳铠甲层不仅可以改善催化过程中的电子转移过程,抑制纳米颗粒的团聚,而且可以作为盔甲保护内部活性位点免受Cl−吸附和腐蚀。得益于这种独特的结构,NMC-Co9Se8在0.1 mol∙L−1 KOH海水电解质中表现出优异的ORR性能,其起始电位为0.904 V,半波电位为0.860 V。更重要的是,基于NMC-Co9Se8催化剂的S-ZABs可提供172.4 mW∙cm−2的功率密度和超过150 h的优异长期放电稳定性,均高于基于Pt/C的S-ZABs性能。这项工作为开发用于海水基锌-空气电池和其他能源转换技术具有耐氯离子腐蚀且高效的ORR催化剂提供了新思路。
汪已萱, 张灿辉, 汪兴坤, 段嘉瑞, 童科程, 代水星, 初蕾, 黄明华. 构筑高效耐腐蚀的碳铠甲层包覆Co9Se8电催化剂用于海水基锌空气电池[J]. 物理化学学报, 2024, 40(6), 2305004. doi: 10.3866/PKU.WHXB202305004
Yixuan Wang, Canhui Zhang, Xingkun Wang, Jiarui Duan, Kecheng Tong, Shuixing Dai, Lei Chu, Minghua Huang. Engineering Carbon-Chainmail-Shell Coated Co9Se8 Nanoparticles as Efficient and Durable Catalysts in Seawater-Based Zn-Air Batteries[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2024, 40(6), 2305004. doi: 10.3866/PKU.WHXB202305004
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