胡久剛團隊Nano Energy：限域N-CoSe2活性位點，助力鋅空氣電池！

論文資訊

第一作者：Kuixing Ding

通訊作者：胡久剛副教授

通訊單位：中南大學

DOI： 10。1016/j。nanoen。2021。106675

全文速覽

近年來，日益惡化的全球能源危機和環境問題促使社會對可持續能源儲存和轉化技術產生了極大興趣，如氫燃料電池、金屬空氣電池和水分解器件等。其中，可充電鋅空氣電池（ZABs）因其低成本、高理論能量密度（1084 W h kg

-1

）、環境友好和高安全性等優點，而受到科研人員的廣泛關注。設計廉價、高效、耐久的高活性氧還原反應（ORR）和析氧反應（OER）電催化劑，對提高可再充鋅空氣電池（ZABs）的效能至關重要。

圖1

。 豆莢狀CoSe

2

@NC奈米棒的製備與形貌表徵。

文章要點1

：在本文中，基於聚苯胺封裝策略，透過將CoSe

2

奈米顆粒（NPs）限域在一維（1D）氮摻雜碳（NC）奈米棒中，作者成功製備出一種

豆莢狀CoSe

2

@NC雙功能電催化劑

。

文章要點2

：透過X射線光電子能譜和同步輻射X射線吸收譜，揭示出NC和CoSe

2

之間的電子耦合作用；利用原位拉曼光譜，研究了CoSe

2

@NC在鹼性介質中催化OER過程的結構變化。

文章要點3

：測試表明，所製備出的豆莢狀CoSe

2

@NC奈米棒在0。1 mol L

1

KOH溶液中具有優異的催化活性，ORR的半波電位E

1/2

為0。83 V，OER電流密度為10 mA cm

2

時的過電位為340 mV。此外，所組裝出的ZAB也表現出高達137。1 mW cm

2

的功率密度，且可在10 mA cm

2

電流密度下穩定執行500圈。

圖2

。 豆莢狀CoSe

2

@NC奈米棒的晶體結構與理化性質。

圖3。

豆莢狀CoSe

2

@NC奈米棒的XPS和XAFS表徵。

圖4

。 催化劑的ORR效能測試。

圖5

。 電催化OER效能測試及雙功能活性評估。

圖6

。 密度泛函理論計算。

圖7

。 鋅空氣電池的電化學效能。

參考文獻

Kuixing Ding， Jiugang Hu， Jia Luo， Wei Jin， Liming Zhao， Lirong Zheng， Wensheng Yan， Baicheng Weng， Hongshuai Hou， Xiaobo Ji。 Confined N-CoSe

2

active sites boost bifunctional oxygen electrocatalysis for rechargeable Zn–air batteries。

Nano Energy。

2021。 DOI： 10。1016/j。nanoen。2021。106675。