钴铁合金@氮磷共掺杂碳复合材料的制备及其锌空气电池性能研究

本研究针对锌空气电池空气阴极高效双功能催化剂的需求，来自国内的研究团队通过一步高温热解法合成钴铁甲酸框架衍生的氮磷共掺杂碳包覆钴铁合金纳米颗粒（CoFe@NPC-1）。该电催化剂在0.1 M KOH中氧还原反应（ORR）半波电位达0.83 V，在1 M KOH中析氧反应（OER）过电位为310 mV。组装的锌空气电池开路电压1.40 V，比容量700.8 mAh g?1，耐久性优于Pt/C+RuO2催化剂，为非贵金属电催化剂设计提供了新策略。

　　

开发高效的双功能催化剂对提升锌空气电池（ZABs）性能至关重要。本研究采用一步高温热解法合成氮磷共掺杂碳包覆钴铁合金纳米颗粒（CoFe@NPC-1），其中钴铁甲酸框架（CoFe-FF）作为前驱体，双氰胺为氮源，植酸为磷源。该电催化剂在0.1 M KOH中表现出0.83 V的氧还原反应（ORR）半波电位，在1 M KOH中析氧反应（OER）过电位为310 mV。以CoFe@NPC-1为空气阴极组装的锌空气电池具有1.40 V的开路电压和700.8 mAh g^?1的比容量，其耐久性优于贵金属Pt/C+RuO₂催化剂。这种简单组分的双功能催化活性源于氮磷元素协同效应调控碳原子电子分布以及双金属钴铁合金的协同作用，为合成高效氧还原反应电催化剂提供了新方法和新见解。