原創 Mr. Curiosity 能源學人
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3. 武漢理工大學木士春教授Appl. Catal. B: Environ.: 氮摻雜碳耦合FeNi3金屬間化合物作為雙功能催化劑用于ORR、OER、鋅空電池
開發兼具OER和ORR性能的雙功能電催化劑對促進綠色能源轉換和存儲技術具有重要意義。在本文中，武漢理工大學木士春教授課題組采用一種超簡易的方法設計和制備出氮摻雜碳偶合FeNi3金屬間化合物(FeNi3@NC)。FeNi3@NC材料具有豐富的缺陷和大量的活性中心；并且基于較強的協同效應，使得該材料在堿性環境下具有優異的OER&ORR性能。在電流密度為10mA/cm-2時，該催化劑表現出277mV的超低過電位(Eover)，在ORR中表現出0.86V的高半波電位(E1/2)，其性能優于商用Pt/C電催化劑。此外，0.65V的ΔE (ΔE=Eover, OER – E1/2, ORR)值在很大程度上超過了貴金屬Pt/C-IrO2基準催化劑(ΔE=0.73V)。同時作者還進行了密度函數理論計算，探討了其電催化機理。與預期一樣，FeNi3@NC基可充電鋅空氣電池的峰值功率密度和能量密度分別在234mA/cm-2和10mA/cm-2時達到139mW/cm-2，穩定性良好。
FeNi3@NC材料的合成：首先，將0.404g硝酸鐵(III)和0.872g六水合硝酸鎳(II)溶入去離子水中，然后將殼聚糖加入上述溶液中超聲溶解至少0.5小時；將所得溶液在-50 °C下凍干形成均勻粉末，并且在700°C下的氬氣氣氛中退火3小時。經自然冷卻至室溫后，得到FeNi3@NC材料。
Ding Chen, Jiawei Zhu, Xueqin Mu, Ruilin Cheng, Wenqiang Li, Suli Liu, Zonghua Pu, Can Lin, Shichun Mu. Nitrogen-Doped Carbon Coupled FeNi3 Intermetallic Compound as Advanced Bifunctional Electrocatalyst for OER, ORRand Zn-Air Batteries. Appl. Catal. B: Environ. 2020. DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.118729.
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