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王康麗/李浩秒EEM：Ni/Fe-NC中心和摻氮3D碳纖維原位耦合，高效催化ORR和OER

隨著柔性電子器件的不斷發展，柔性儲能和轉換器件的發展引起了人們的極大關注。從理論上講，可充電鋅-空氣電池由于成本低、能量密度高、操作安全，在柔性電子領域具有很大的應用潛力。然而，空氣電極中氧還原/氧析出反應(ORR/OER)動力學緩慢，導致大的放電/電荷過電位，嚴重阻礙了柔性鋅-空氣電池的發展。

基于此，華中科技大學王康麗和李浩秒等以二元Ni/Fe-NC納米立方體和碳布上的摻氮碳納米纖維(NCF)為原位偶聯劑，合成了一種柔性自支撐電極(Ni/Fe-NC/NCF/CC)。

基于Ni-NC和FeNC的協同催化作用，該二元Ni/Fe-NC催化劑提供了高效的ORR和OER反應位點。此外，Ni/Fe-NC與NCF的原位耦合不僅提供了豐富、穩定的反應位點，而且保證了快速的電子轉移和氣體傳輸，從而實現了ORR/OER的高效、快速、穩定的運行；并且柔性無粘結劑空氣電極避免了粘結劑的副作用，有利于提高催化性能。

因此，Ni/Fe-NC/NCF/CC電極在50 mA cm^-2電流密度下的OER過電位僅為310 mV；在4 mA cm^-2電流密度下的ORR電位為0.952 V，性能優于許多雙功能催化劑。此外，Ni/FeNC/NCF/CC驅動的液態鋅-空氣電池具有2150次充放電循環穩定性，采用Ni/FeNC/NCF/CC的柔性鋅-空氣電池具有優異的機械性能和105.0 mW cm^-2的高功率密度，顯示出優異的電池性能。

此外，由兩個帶有Ni/FeNC/NCF/CC電極的液體鋅-空氣電池驅動的水分解槽能夠穩定地運行6h。綜上，該項工作提供了一種簡單可行的柔性獨立空氣電極合成方法，拓寬了制備柔性雙功能空氣電極的途徑，在一定程度上推動了柔性鋅-空氣電池的發展。

In Situ Coupling of Highly Dispersed Ni/Fe Metal-NC Sites and N-doped 3D Carbon Fibers toward Free-standing Bifunctional Cathode for Flexible Zinc-air Battery. Energy & Environmental Materials, 2022. DOI: 10.1002/eem2.12541

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