CoNi-VN@氮掺杂碳纳米管电催化剂

强化局域电场

聚多酸前驱体与软模板协同构筑超小CoNi-VN纳米复合材料，在碳纳米管上产生强局域电场，显著加速电子传输与离子富集。

Zheng, Haiyan · 许金凯 · Ren, Wanfei · 孙春燕 · 于化东 · 郑海艳

ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2025

具体参数

HER过电位

{'zh': '109', 'en': '109'} mV

OER过电位

{'zh': '362', 'en': '362'} mV

ORR半波电位

{'zh': '0.85', 'en': '0.85'} V

锌空气电池比容量

{'zh': '810', 'en': '810'} mAh g⁻¹

锌空气电池峰值功率密度

{'zh': '220', 'en': '220'} mW cm⁻²

锌空气电池开路电压

{'zh': '1.51', 'en': '1.51'} V

锌空气电池充放电电压差

{'zh': '0.89', 'en': '0.89'} V

水分解电压

{'zh': '1.52', 'en': '1.52'} V

技术优势

催化位点不团聚

PEI软模板与多酸前驱体协同，有效防止CoNi和VN纳米粒子团聚，使活性位点充分暴露。

局部电场加速反应

高曲率超小纳米结构产生强局域电场，加速活性位点周围的电子传输和离子富集，从而降低反应动力学壁垒。

碳管基底强化传质

碳纳米管结构提供超高比表面积和有效传质，并与杂原子掺杂协同，提升催化性能。

应用场景

• 锌空气电池：作为空气阴极催化剂，提升功率密度和循环稳定性。
• 电解水制氢：同时催化HER和OER，降低电解水能耗。
• 多功能电催化：一个材料同时驱动HER、OER和ORR，简化器件设计。
• 金属空气电池：替代贵金属催化剂，降低金属空气电池成本。
• 氮化物催化剂：利用VN的高导电性和稳定性提升催化活性。