FeNiN共掺杂多孔碳纤维

双功能氧电催化高效稳定

由蜘蛛丝状超细碳纳米管交联的碳纤维网络，具有高氮掺杂和分级多孔结构，为锌空气电池提供高活性的双功能氧催化。

Kang, Li · 袁伟 · Yafeng, Bai · 武旭扬 · 张晓晴 · Si-Min, Jiang · Wang, Chun · Zhang, Weibo · 汤勇

Applied Surface Science 2024

参数信息

半波电位

0.853 V

析氧反应电位

1.571 V

双功能电位差

0.718 V

初始能量效率

62.12 %

充放电电压差

0.742 V

循环稳定性

960 cycles

氮掺杂量

12.9 at%

比表面积

385.18 m² g⁻¹

技术优势

ORR活性高

半波电位达0.853 V，接近贵金属催化剂水平，归因于FeNiN协同掺杂的活性位点。

OER过电位低

10 mA cm⁻²下OER电位仅1.571 V，双功能电位差仅0.718 V，有利于减小充电损耗。

锌空电池能效高

液态锌空电池初始能效高达62.12%，充放电电压差仅0.742 V，接近理论极限。

循环稳定性好

在5 mA cm⁻²下稳定循环960圈（320小时），无明显性能衰减。

应用场景

• 锌空气电池：直接用作空气阴极催化剂，提升电池能效和循环寿命。
• 金属空气电池：提供非贵金属双功能催化方案，降低金属空气电池成本。
• 氧电催化：以其低过电位驱动ORR/OER，提升能量转换效率。
• 柔性电池：可集成于柔性锌空电池，用于可穿戴供能。