高密度单原子Fe-N4/C催化剂

双功能氧电催化

以废弃玉米丝生物质制备的管状多孔碳为载体，同时实现超高氮掺杂与Fe单原子载量，弥补传统Fe-N-C催化剂OER活性不足。

Jiao, Chuanlai · Xu, Zian · Shao, Jingze · Xia, Yu · Tseng, Jochi · 任广元 · Zhang, Nianji · Liu, Pengfei · Chong-Xuan, Liu · Li, Guangshe · Shi, Chen · 陈少卿 · Wang, Hsinglin

Advanced Functional Materials 2023

参数信息

峰值功率密度

101 mW cm⁻²

放电-充电电压间隙

0.73 V

Fe单原子载量

4.3 wt.%

N掺杂量

10 wt.%

技术优势

OER短板补上了

10 wt.%的超高N掺杂可以补偿传统Fe-N-C催化剂的OER不足，拓宽了其在双功能催化中的应用。

单原子装得密

Fe单原子载量高达4.3 wt.%，高密度活性位点提升了催化剂的固有活性。

玉米丝变宝

利用废弃玉米丝作为碳前驱体，将低成本生物质转化为高性能电催化剂，具有可持续性。

孔隙通，传质快

独特的分级多孔结构和中空管状形貌暴露更多活性位点、提供便捷电子传导并促进反应物传质，从而提升ORR/OER性能。

应用场景

• 锌空气电池：作为空气电极催化剂，提升锌空电池功率密度和循环稳定性。
• 可穿戴储能：柔性锌空电池适配可穿戴设备，提供可靠的柔性能源。
• 电催化氧还原：高密度Fe单原子提供丰富ORR活性位点，促进氧还原。
• 柔性电子器件：柔性锌空电池为柔性电子器件提供可弯折的电源方案。