磷掺杂氮碳双功能氧电催化剂

酸碱性ORR均媲美Pt/C

通过磷掺入构建不对称配位微环境，该无金属催化剂在酸性和碱性条件下均表现出与商业铂碳相当的氧还原活性，并显著提升碱性析氧性能。

李智君 · Ji, Siqi · Liu, Hongxue · Chang, Xu · Chunmin, Guo · Xue, Lu · Sun, Haixin · Shuo, Dou · 72845072 · J. Hugh, Horton · 何成

Advanced Functional Materials 2024

具体参数

碱性ORR半波电位

{'zh': '0.88', 'en': '0.88'} V

酸性ORR半波电位

{'zh': '0.72', 'en': '0.72'} V

技术优势

酸碱性ORR均媲美Pt/C

磷掺入导致电荷密度重新分布，优化了活性位点对ORR中间体的吸附/脱附能。

OER活性大幅提升

碱性条件下NPC-950的OER性能显著优于普通氮掺杂碳。

锌空气电池功率高

装备NPC-950的锌空气电池展现出卓越的峰值功率密度和长期运行耐久性。

无金属成本低

不含贵金属，制备工艺简便，可替代昂贵的Pt/C催化剂。

应用场景

• 锌空气电池阴极催化剂：替代Pt/C阴极，降低锌空气电池成本并提升功率与寿命。
• 双功能氧电催化剂：同一催化剂高效催化ORR和OER，简化器件设计。
• 无金属碳基催化剂：避免贵金属稀缺和成本问题，适用于大规模应用。
• 碱性/酸性ORR电极：在宽pH范围内提供高活性ORR电极，适应多种电解质体系。
• 可再生燃料电池：双功能催化ORR和OER，实现可再生燃料电池充放电循环。