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陳忠偉等Nano Energy:自組裝膠體MOF衍生的蛋黃殼微籠作為鋅空電池的柔性空氣正極

陳忠偉等Nano Energy:自組裝膠體MOF衍生的蛋黃殼微籠作為鋅空電池的柔性空氣正極
合理設計具有良好氧雙功能性和耐久性的金屬有機框架(MOFs)衍生結構,用于開發柔性鋅空氣電池(ZABs)仍然是一項緊迫但具有挑戰性的任務。
加拿大滑鐵盧大學陳忠偉、吉林師范大學Ming Feng、Nan Li等人通過提出的自組裝策略,在碳布(CC)上設計并制造了具有Co-Nx-C裝飾(Co-Nx-YSC)的獨特蛋黃殼微籠,并在組裝到用負電荷預處理的碳基基材上之前,合成了具有可控形態和組成的陽離子改性膠體MOF。
陳忠偉等Nano Energy:自組裝膠體MOF衍生的蛋黃殼微籠作為鋅空電池的柔性空氣正極
基于這種自組裝策略,通過可控煅燒形成的ZIF-67/CC,在碳布表面制備了具有均勻分散Co-Nx-C活性中心的卵黃殼中空碳納米管微膠囊,用于氧雙功能電催化。
獲得的具有優化雙功能性的Co-Nx-YSC-600/CC顯示出許多良好的氧電催化特性,包括獨特的卵黃殼空心籠結構,優化了活性中心的空氣可及性,并為反應物輸送提供了豐富的通道,以及強大的三維碳納米管網絡,確保長周期的穩定性,并提供快速電荷轉移。
結果表明,Co-Nx-YSC-600/CC具有優異的氧雙功能性、良好的電化學穩定性(10 ?mA cm-2下高達400次循環)和優異的柔性,所制備的準固態柔性ZABs的峰值功率密度為55.3 mW cm-2
陳忠偉等Nano Energy:自組裝膠體MOF衍生的蛋黃殼微籠作為鋅空電池的柔性空氣正極
圖1 制備及表征
陳忠偉等Nano Energy:自組裝膠體MOF衍生的蛋黃殼微籠作為鋅空電池的柔性空氣正極
圖2 準固態柔性ZABs的性能
Self-assembly of Colloidal MOFs Derived Yolk-Shelled Microcages as Flexible Air Cathode for Rechargeable Zn-Air Batteries. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106314

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