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南開袁忠勇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

以過渡金屬磷化物為核，氮摻雜碳(NC)為殼的核殼結構材料被認為是很有前途的HER電催化劑。然而，它們與氧相關的電催化活性仍然不令人滿意，這嚴重限制了它們的進一步應用。

南開大學袁忠勇團隊報道了一種第二金屬(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。

作者將過渡金屬摻雜有機-無機膦酸鈷(TM-三聚氰胺/TM-HEDP-Co)用作熱解前驅體，TM-三聚氰胺/TM-HEDP-Co前驅體在氫氣氛下的高溫熱解會將第二金屬引入形成的Co₂P核中，同時產生具有高活性M-N₄位點的MNC殼，構建出M-Co₂P@MNC催化劑。

特別是，Fe的摻入可以通過優化電子結構來促進Co₂P核對HER/OER的活性，Fe-NC殼中結構良好的Fe-N₄活性位點可以有效地實現OER/ORR電催化。

另外，Fe-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/全固態鋅-空氣電池的優異空氣陰極催化劑，能夠達到81.3 mW cm^-2的最大功率密度(液態鋅空氣電池)，還具有良好的長期充放電循環穩定性。

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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