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天大Adv. Sci.：封裝Co NPs的互連N-摻雜中空碳納米纖維增強Zn-空氣電池中的氧電催化

合理設計用于氧還原反應（ORR）和析氧反應（OER）的雙功能高效電催化劑是可取的，同時對可充電金屬空氣電池的開發(fā)極具挑戰(zhàn)性。

近日，天津大學鄧意達教授、韓曉鵬講師、陳亞楠特聘研究員和Xuerong Zheng（共同通訊作者）等人設計并制備了一種高效的雙功能電催化劑，其方法是利用超快高溫沖擊技術將鈷納米顆粒（Co NPs）封裝在互連的N-摻雜中空多孔碳納米纖維（Co@N-C/PCNF）。

得益于Co-N-C部分的協(xié)同效應和固有活性，以及碳納米纖維的多孔結構，碳納米纖維Co@N-C/PCNF復合材料對OER在電流密度為10 mA cm^-2時過電位僅為 289 mV，對ORR的半波電位為0.85 V，對兩者都表現(xiàn)出高的雙功能電催化活性。

此外，復合材料中的Co-N-C部分可以調節(jié)催化劑的局部環(huán)境和電結構，從而優(yōu)化吸附/脫附動力學，降低反應勢壘，促進可逆氧電催化。

基于Co@N-C/PCNF的水性鋅空氣電池（AZAB）可以提供292 mW cm^-2的高功率密度，組裝的柔性ZAB可以為可穿戴設備供電。

Encapsulating Cobalt Nanoparticles in Interconnected N-Doped Hollow Carbon Nanofibers with Enriched Co-N-C Moiety for Enhanced Oxygen Electrocatalysis in Zn-Air Batteries. Adv. Sci., 2021, DOI: 10.1002/advs.202101438.

https://doi.org/10.1002/advs.202101438.

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