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?中南AFM：構(gòu)建Fe1/NC/(Fe，Co)Se2異質(zhì)界面，顯著提升可逆氧電催化活性

可充電鋅-空氣電池因其安全性和高能量密度等優(yōu)點而備受關(guān)注。然而，氧還原反應(yīng)(ORR)和析氧反應(yīng)(OER)緩慢的動力學(xué)過程導(dǎo)致充放電電壓間隙較大，嚴(yán)重影響了可充電鋅-空氣電池的性能。雖然貴金屬基催化劑具有良好的氧電催化活性，但其成本高、功能單一，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。因此，合理設(shè)計和制備高效、廉價的雙功能氧電催化劑是推動可充電鋅-空氣電池(ZABs)發(fā)展的關(guān)鍵。

基于此，中南大學(xué)雷永鵬和熊禹等報道了一種(Fe，Co)Se₂@Fe₁/NC雙功能電催化劑，該催化劑富含F(xiàn)e₁/NC/硒化物(Fe，Co)Se₂異質(zhì)界面。

性能測試結(jié)果顯示，所制備的(Fe，Co)Se₂@Fe₁/NC催化劑的ORR半波電位(E_1/2)為0.88 V_RHE，優(yōu)于商業(yè)Pt/C+RuO₂ (0.848 V_RHE)；該催化劑還具有優(yōu)異的OER活性，其在10 mA cm^?2電流密度下的過電位為266 mV，Tafel斜率為56.3 mV dec^?1。

此外，(Fe，Co)Se₂@Fe₁/NC還具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，無論是對于ORR還是OER，該催化劑經(jīng)過5000個CV循環(huán)后性能下降可忽略不計。

實驗結(jié)果和理論計算表明，F(xiàn)e₁/NC/(Fe，Co)Se₂異質(zhì)界面加速了電子轉(zhuǎn)移，并提供更多的吸附位點；同時，通過構(gòu)建異質(zhì)界面，降低了(Fe, Co)Se₂@Fe₁/NC催化劑的d帶中心較低，優(yōu)化了對反應(yīng)中間體的吸附，從而導(dǎo)致該催化劑具有優(yōu)異的ORR/OER活性。

此外，以(Fe, Co)Se₂@Fe₁/NC作為雙功能陰極催化劑的固態(tài)(SS)ZABs峰值功率密度高達(dá)260 mW cm^?2，并且其在50 mA cm^?2電流密度下能夠穩(wěn)定運行80小時，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。總之，該項工作證明了構(gòu)建異質(zhì)界面以提高氧電催化活性的可行性，并為設(shè)計用于ZABs的優(yōu)良的雙功能催化劑提供了指導(dǎo)。

The Heterointerface between Fe₁/NC and Selenides Boosts Reversible Oxygen Electrocatalysis. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202300815

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