Fe-Ni合金纳米颗粒催化剂

OER与ORR双功能

通过合金化调控电子结构，优化氧中间体吸脱附，实现高效可逆氧催化。

Nie, Zhicheng · Chen, Mengshan · 张雷 · Qing, Feng · Hu, Jinsong · 黄新华 · Chunhui, Zhou · 周英棠 · Wågberg, Thomas · Hu, Guangzhi

Chemical Engineering Journal 2023

具体参数

ORR半波电位

{'zh': '0.891', 'en': '0.891'} V

OER过电位

{'zh': '325', 'en': '325'} mV

电位差

{'zh': '0.664', 'en': '0.664'} V

比容量

{'zh': '763', 'en': '763'} mAh/g

峰值功率密度

{'zh': '270', 'en': '270'} mW/cm²

技术优势

贵金属级别活性

Fe-Ni合金化使d带中心下移，优化氧中间体吸附，ORR半波电位0.891 V、OER过电位325 mV，均优于Pt/C和RuO₂。

双功能效率高

ORR和OER之间的电位差仅0.664 V，优于多数已报道双功能催化剂，意味着锌空气电池充放电能量效率更高。

电池功率密度高

组装成锌空气电池后，峰值功率密度达270 mW/cm²，比容量763 mAh/g，接近理论值。

应用场景

• 锌空气电池：作为空气电极催化剂，实现高功率密度和长循环的锌空气电池。
• 可逆氧催化：驱动可逆氧反应，用于可充电金属空气电池的充放电。
• 燃料电池催化剂：替代燃料电池阴极的Pt基催化剂，降低氧还原过电位。
• 电催化氧还原：催化氧还原反应，降低电化学能量转换过程的活化能。