在协同作用的FeNi–FeNC混合催化剂中,通过调节d带中心实现界面电子调制,从而制备出高效且耐用的锌空气电池

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》:Interfacial Electronic Modulation in Synergistic FeNi–FeNC Hybrid Catalysts with Tuned d-Band Centers for Efficient and Durable Zinc–Air Batteries

【字体: 时间:2025年11月07日 来源:ACS Sustainable Chemistry & Engineering 7.3

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  构建了FeNi合金纳米颗粒锚定于纳米立方FeNC载体(FeNi@FeNC)的杂化催化剂,通过界面耦合调控电子结构,优化氧中间体吸附能,实现氧还原反应(ORR)半波电位0.9 V、氧析出反应(OER)过电位337 mV@10 mA cm?2的高效双功能催化性能,并在可充电锌空气电池中展现222.44 mW cm?2峰值功率密度及超500小时稳定循环。

  
摘要图片

FeNC材料是用于锌空气电池(ZAB)空气阴极的很有前景的非贵金属催化剂。然而,它们的双功能催化性能受到氧中间体过度强吸附的限制。在这里,我们构建了一种由FeNi合金纳米颗粒锚定在纳米立方FeNC载体上的混合催化剂,记为FeNi@FeNC。FeNi与FeNC之间的强界面耦合促进了电子从合金向载体的转移。这使得d带中心向下移动,并增加了Fe eg轨道的电子占据率,从而优化了氧中间体的吸附能。由于这种电子结构的调节,FeNi@FeNC表现出卓越的双功能氧电催化性能,包括0.9 V的氧还原反应(ORR)半波电位、在10 mA cm–2电流下337 mV的氧演化反应(OER)过电位,以及出色的耐久性。当应用于可充电ZAB时,该催化剂达到了222.44 mW cm–2

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