银和多价钴被封装在N掺杂的碳纳米材料中，作为锌空气电池高效的双功能电催化剂

《ChemPhysChem》：Silver and Polyvalent Cobalt Encapsulated in N-Doped Carbon Nanomaterials as an Efficient Bifunctional Electrocatalyst for Zn-Air Battery

锌空气电池双功能电催化剂Ag/Co/Co3O4@NC-5通过低温合成结合熔盐辅助热解与化学还原制备，氮掺杂碳载体形成多级孔结构提升传质与活性位点暴露，银纳米颗粒增强导电性及电子转移，催化剂ORR半波电位0.853V和OER过电位330mV性能优异，电池160小时稳定性仅衰减0.076V。

　　

摘要

为可充电锌空气电池而言，合理设计用于氧还原（ORR）和氧 evolution 反应（OER）的非贵金属双功能电催化剂至关重要。本文采用低温合成方法制备了一种氮掺杂的碳涂层催化剂，该催化剂含有银和混合价态的钴元素，随后通过熔盐辅助热解和化学还原工艺进行改性。这种改性方法调控了 ZIF-67 和嵌入其中的 KCl 的结晶过程，熔化后形成了有利于物质传输和活性位点暴露的层次状多孔结构。引入的银纳米颗粒提高了电导率并促进了电子转移。所得催化剂 Ag/Co/Co₃O₄@NC-5 在氧还原（E_1/2 = 0.853 V）和氧 evolution 反应（E_j = 10 mV）中表现出优异的性能。基于该催化剂的锌空气电池在 160 小时内表现出极佳的稳定性，150 次循环后仅衰减了 0.076 V。这项工作为高效双功能电催化剂的合成提供了一种新途径。

图形摘要

通过低温合成方法、熔盐辅助热解以及简单的化学还原工艺，制备了将银和多价钴封装在氮掺杂碳纳米材料中的催化剂，该催化剂在氧还原和氧 evolution 反应中均表现出优异的双功能催化性能。组装的锌空气电池在充放电过程中表现出了出色的性能。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。