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唐亞文/付更濤EnSM: 亞氨基二乙腈誘導合成二維PdNi/Ni@碳納米片雙功能電催化劑可作鋅-空電池陰極

唐亞文/付更濤EnSM: 亞氨基二乙腈誘導合成二維PdNi/Ni@碳納米片雙功能電催化劑可作鋅-空電池陰極
開發用于氧還原反應(ORR)和析氧反應(OER)的高活性、穩定和導電的雙功能電催化劑是可充電鋅空氣電池的關鍵步驟。
南京師范大學唐亞文和付更濤等人根據亞氨基二乙腈(IDAN)的獨特分子結構,設計并構建了一種新型有機金屬配位聚合物(OCP),用于合成分層的N摻雜碳納米片錨定PdNi/Ni雜化物(PdNi/Ni@NC)。
唐亞文/付更濤EnSM: 亞氨基二乙腈誘導合成二維PdNi/Ni@碳納米片雙功能電催化劑可作鋅-空電池陰極
IDAN中的氰基配體可以通過dsp2雜化與M2+(M=Pd and Ni)形成低自旋平面四方配合物,而氨基配體傾向于通過sp3與M2+形成高自旋四面體配合物雜化,這不僅誘導了二維碳納米片的形成,而且在熱解后加強了金屬-碳的相互作用。
Pd和Ni合金化會導致反應位點的幾何形狀和電子結構發生顯著變化,從而導致Pd和Ni具有不同的催化行為。
唐亞文/付更濤EnSM: 亞氨基二乙腈誘導合成二維PdNi/Ni@碳納米片雙功能電催化劑可作鋅-空電池陰極
優化后的PdNi/Ni@NC可作為一種出色的雙功能電催化劑,對ORR具有0.89 V的正半波電位,在電流密度為10 mA cm-2時對OER具有360 mV的低過電位,優于商業貴金屬基電催化劑。
此外,與昂貴的Pd/C+RuO2相比,PdNi/Ni@NC作為空氣陰極可以使可充全固態鋅-空氣電池獲得更高的功率密度和更長的循環壽命。
Iminodiacetonitrile induce-synthesis of two-dimensional PdNi/Ni@carbon nanosheets with uniform dispersion and strong interface bonding as an effective bifunctional eletrocatalyst in air-cathode. Energy Storage Materials, 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.027

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