Co3O4修饰铁单原子催化剂

锌空电池充放电双优

通过Co3O4调制Fe单原子自旋态，同时提升氧还原与析氧活性，实现高效稳定的可充电锌空气电池。

Yumei, Feng · Shiao, Zhu · 包海峰 · 刘清亭 · 罗芳 · 杨泽惠

Advanced Materials 2024

具体参数

ORR动力学电流密度提升倍数

{'zh': '2.0', 'en': '2.0'}

ORR动力学电流密度提升倍数

{'zh': '5.6', 'en': '5.6'}

OER过电位

{'zh': '352', 'en': '352'} mV

OER过电位

{'zh': '352', 'en': '352'} mV

锌空气电池峰值功率密度

{'zh': '193.2', 'en': '193.2'} mW cm-2

全固态锌空气电池峰值功率密度

{'zh': '163.1', 'en': '163.1'} mW cm-2

技术优势

ORR动力学提升2倍

Fe自旋态被调制为中间自旋，d带中心下移、eg填充增加，削弱了对OH*的吸附，从而加快ORR。

OER过电位低18 mV

Co3O4中的Co处于高自旋态，促进表面重构，加速OER动力学，在50 mA cm-2下过电位仅352 mV。

锌空电池稳定200小时

原位拉曼显示OH*吸附与去质子化平衡，催化剂稳定性好，使电池可长时间运行。

应用场景

• 锌空电池：替代贵金属催化剂，降低锌空电池空气电极成本并提升稳定性。
• 双功能电催化剂：单一催化剂同时满足充放电需求，简化可充电金属-空气电池设计。
• 固态电池：提供适配固态锌空电池的高活性空气电极，推进柔性储能。
• 电池集成：作为空气电极模块，可直接集成到锌空电池系统实现稳定输出。