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南開(kāi)袁忠勇Small：第二金屬摻雜提高了Co2P@NC用于全分解水和鋅-空氣電池的活性

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南開(kāi)袁忠勇Small：第二金屬摻雜提高了Co2P@NC用于全分解水和鋅-空氣電池的活性
以過(guò)渡金屬磷化物為核，氮摻雜碳(NC)為殼的核殼結(jié)構(gòu)材料被認(rèn)為是很有前途的HER電催化劑。然而，它們與氧相關(guān)的電催化活性仍然不令人滿(mǎn)意，這嚴(yán)重限制了它們的進(jìn)一步應(yīng)用。
南開(kāi)大學(xué)袁忠勇團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種第二金屬(M=Fe、Ni、Mo、Mn和Al)摻雜的核殼電催化劑(M-Co2P@MNC)，該催化劑顯示出優(yōu)異的OER/ORR活性和良好的全分解水性能以及能夠用于鋅-空氣電池陰極。
南開(kāi)袁忠勇Small：第二金屬摻雜提高了Co2P@NC用于全分解水和鋅-空氣電池的活性
作者將過(guò)渡金屬摻雜有機(jī)-無(wú)機(jī)膦酸鈷(TM-三聚氰胺/TM-HEDP-Co)用作熱解前驅(qū)體，TM-三聚氰胺/TM-HEDP-Co前驅(qū)體在氫氣氛下的高溫?zé)峤鈺?huì)將第二金屬引入形成的Co2P核中，同時(shí)產(chǎn)生具有高活性M-N4位點(diǎn)的MNC殼，構(gòu)建出M-Co2P@MNC催化劑。
特別是，F(xiàn)e的摻入可以通過(guò)優(yōu)化電子結(jié)構(gòu)來(lái)促進(jìn)Co2P核對(duì)HER/OER的活性，F(xiàn)e-NC殼中結(jié)構(gòu)良好的Fe-N4活性位點(diǎn)可以有效地實(shí)現(xiàn)OER/ORR電催化。
南開(kāi)袁忠勇Small：第二金屬摻雜提高了Co2P@NC用于全分解水和鋅-空氣電池的活性
另外，F(xiàn)e-Co2P@Fe-NC不僅可以用作全解水的雙功能催化劑(1.58 V，10 mA cm-2)，還可作為可充電液態(tài)/全固態(tài)鋅-空氣電池的優(yōu)異空氣陰極催化劑，能夠達(dá)到81.3 mW cm-2的最大功率密度(液態(tài)鋅空氣電池)，還具有良好的長(zhǎng)期充放電循環(huán)穩(wěn)定性。
Activity promotion of core and shell in multifunctional core-shell Co2P@NC electrocatalyst by secondary metal doping for water electrolysis and Zn-Air batteries. Small, 2021. DOI:10.1002/smll.202101856

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