原子Fe(Ⅲ)碳催化剂

锌空电池性能超铂碳

在ZIF-8衍生的微孔凹面碳上构建高密度、高活性、高自旋的Fe(Ⅲ)单原子位点，赋予催化剂超越商业铂碳的氧还原活性和锌空电池应用潜力。

Cheng, Zhou · Wang, Lina · 孙骏婷 · Hongbo, Wu · 张鉴 · 李忠

Journal of Power Sources 2025

具体参数

锌空电池峰值功率密度

{'zh': '151', 'en': '151'} mW cm⁻²

锌空电池比容量

{'zh': '818', 'en': '818'} mAh g_Zn⁻¹

技术优势

活性位点密度高

凹面多孔碳结构暴露更多活性位点，同时微孔特征优化了传质，从而提高氧还原效率。

本征活性高

Fe(Ⅲ)位点具有高自旋态，其电子结构有利于氧还原反应，从而提升每个位点的活性。

锌空电池性能超铂碳

基于该催化剂的锌空电池峰值功率密度和比容量均超过商业Pt/C体系，证明其在实际器件中有竞争力。

应用场景

• 燃料电池催化剂：替代燃料电池中的贵金属Pt/C，降低催化剂成本。
• 锌空电池：用作锌空电池空气阴极催化剂，提升功率密度。
• 金属空气电池：作为金属空气电池氧还原催化剂，提高能量转换效率。
• 单原子催化剂：提供高密度高活性Fe单原子位点，优化ORR动力学。