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Chemical Engineering Journal：異質(zhì)結(jié)構(gòu)傳質(zhì)通道促進(jìn)金屬催化劑的電催化氧反應(yīng)

以鋅空氣電池（ZAB）為代表的金屬-空氣電池已被廣泛研究以替代傳統(tǒng)的金屬二次電池，但由于實際電化學(xué)能源裝置所需的在較高電流密度下促進(jìn)氧氣反應(yīng)活性并不顯著，缺乏高效且具有成本效益的雙功能催化劑阻礙了鋅空氣電池(ZAB)的大規(guī)模應(yīng)用。

基于此，中國地質(zhì)大學(xué)蔡衛(wèi)衛(wèi)等人通過結(jié)合選擇性蝕刻和rGO負(fù)載，設(shè)計了一種具有“板式反應(yīng)器”結(jié)構(gòu)的異孔hs-CoFe雙功能催化劑，該催化劑對析氧反應(yīng)(OER)和氧還原反應(yīng)(ORR)都具有高活性。該催化劑的“板式反應(yīng)器”結(jié)構(gòu)中10-100 nm的中孔是通過選擇性蝕刻構(gòu)建的，100nm以上的大孔是由rGO片構(gòu)建的。該催化劑實現(xiàn)了OER和ORR的平穩(wěn)傳質(zhì)，從而提高了雙功能OER/ORR活性。

hs-CoFe催化劑在OER中過電位低至310 mV可達(dá)100 mA cm^-2的電流密度，ORR活性也明顯增強，半波電位正移至0.905 V。同時，該催化劑在10 mA cm^-2?的電流密度時，OER的電位與ORR的半波電位之間的差異降低至0.608V。在空氣電極中配備hs-CoFe的ZAB功率密度達(dá)232 mW cm^-2，這為氧反應(yīng)催化劑的設(shè)計提供了一種新策略。

Hetero-structural mass transfer channel boosts electrocatalytic oxygen reactions of metallic Catalyst,?Chemical Engineering Journal, 2021. DOI:10.1016/j.cej.2021.131140

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