Fe-Fe₃N复合三维框架

功率密度超商业铂碳

多维交联结构缩短氧扩散自由程，铁-氮位点与富氮碳基底协同催化。

王卫 · Gong, Jialin · Qing, Long · 王海涛 · 黄军林 · Wei, Dang · 陈亮 · 李刚勇 · 侯朝辉 · Xu, Wenyuan · 王溦

Applied Surface Science 2023

具体参数

最大功率密度

{'zh': '242.8', 'en': '242.8'} mW cm⁻²

技术优势

锌-空气电池功率超越铂碳

液态锌-空气电池最大功率密度达242.8 mW cm⁻²，高于商业Pt/C的同等测试结果。

传质路径更短

一维/二维交联结构将氧气扩散方式从直线路径压缩为更短的锯齿形路径，降低扩散自由程。

氮化铁协同提升本征活性

DFT计算证实Fe₃N在复合物中对ORR活性的增强作用，与铁-氮位点和富氮碳基质共同贡献高性能。

应用场景

• 锌-空气电池：作为空气阴极催化剂，提供超越贵金属铂碳的放电功率密度。
• 氧还原电催化：加速氧还原动力学，通过铁-氮活性位点实现高效四电子路径。
• 非贵金属催化剂：以铁基替代铂族金属，降低锌-空气电池的催化剂成本。
• 电化学能源转换：在锌-空气电池中实现化学能到电能的高效转换。