通过形状控制技术合成氮掺杂碳包覆的CoSn金属间电催化剂，用于中性及碱性锌-空气电池

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Shape-Controlled Synthesis of Nitrogen-Doped Carbon Encapsulated CoSn Intermetallic Electrocatalyst for Neutral and Alkaline Zinc–Air Batteries

水系锌-空气电池中氮掺杂碳包裹CoSn合金催化剂（CoSn@NC）的合成及其pH- универсальной氧还原活性与长循环稳定性研究。该催化剂通过新型形状控制法合成，具有稳定的四电子氧还原活性（pH 4-14），在碱性电解质中实现282 mW cm?2峰值功率密度，中性电解质中循环稳定性超270小时。其结构稳定性和双功能催化特性源于有序合金结构及石墨化碳封装效应。

　　

水基可充电锌-空气电池（ZABs）是锂离子电池时代之后下一代可持续能源存储的有希望的候选者。然而，催化活性不佳以及长时间循环过程中的结构退化常常限制了它们的性能。开发高性能的ZABs需要耐用的双功能氧电催化剂。在这里，我们报道了一种电催化活性的氮掺杂碳包覆的CoSn金属间化合物催化剂（CoSn@NC），该催化剂是通过使用一种新型的形状控制方法，利用Co–Sn双金属电荷转移复合物前驱体合成的，用于中性及碱性ZABs的研究。这种经过表面工程处理的CoSn@NC催化剂表现出卓越的pH值普适性氧还原反应（ORR）活性，能够在宽pH范围内实现四电子氧还原生成水。在超过25,000次的加速ORR耐久性测试中，它保持了其结构和化学完整性。该可充电ZAB在碱性电解质中的峰值功率密度为282 mW cm^–2（电流为463 mA cm^–2），在中性电解质中的峰值功率密度为44 mW cm^–2（电流为80 mA cm^–2）。此外，该电池在碱性介质中的充放电循环稳定性超过99小时，在中性介质中超过270小时，且电压衰减可以忽略不计，这突显了该催化剂在两种环境中的强大双功能活性。金属间化合物的有序结构以及石墨碳包覆对其活性的提升和耐久性的增强起到了重要作用。