化学气相沉积法合成铁/多壁碳纳米管复合结构提升锌空气电池电催化性能

来自某研究团队的研究人员通过化学气相沉积法(CVD)在700°C下以氯化铁为催化剂、乙炔为碳源，于泡沫镍基底上成功制备了铁纳米颗粒锚定的多壁碳纳米管(Fe/MWCNT)复合结构。该材料作为锌空气电池阴极时展现出卓越性能：在5.2 mA cm?2电流密度下实现330次循环（每次20分钟），循环寿命分别是炭黑和还原氧化石墨烯(rGO)的3倍和5倍。该研究为开发新一代高效能源存储材料提供了重要参考。

　　

这项突破性研究采用化学气相沉积(CVD)技术，在泡沫镍基底上以氯化铁为催化剂、乙炔为碳前驱体，700°C高温下制备出铁纳米颗粒修饰的多壁碳纳米管(Fe/MWCNT)杂化材料。通过拉曼光谱、X射线衍射和透射电镜等表征手段，证实了材料独特的结构特征。这种具有高比表面积和优异导电性的纳米复合材料，在锌空气电池阴极应用中大放异彩——在5.2 mA cm^?2的充放电电流密度下，实现了330次稳定循环（每次循环20分钟），性能远超传统炭黑和还原氧化石墨烯(rGO)材料。研究揭示了铁纳米颗粒在氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)中的关键催化作用，为开发下一代高性能能源存储器件提供了新思路。特别值得注意的是，该材料的循环寿命达到炭黑的3倍、rGO的5倍，充分展现了CVD法制备碳基材料在能源领域的巨大潜力。