五氮配位钴单原子碳纤维

双功能活性超铂47倍

不同于常见的四氮配位，五氮配位的钴位点同时降低了氧还原与析氧反应的能垒，并借助闪光加热策略实现位点完全暴露于纤维表面。

Luo, Qingliang · 汪康康 · Zhang, Qiangqiang · Ding, Wei · 王荣武 · 李林林 · Peng, Shengjie · Ji, Dongxiao · 覃小红

Angewandte Chemie - International Edition 2024

具体参数

周转频率

{'zh': '65.33', 'en': '65.33'} s⁻¹

锌空电池峰值功率密度

{'zh': '273.8', 'en': '273.8'} mW cm⁻²

锌空电池比容量

{'zh': '784.2', 'en': '784.2'} mA h g⁻¹

锌空电池循环稳定性

{'zh': '600', 'en': '600'} h

技术优势

活性位点不包埋

预设计的碳纳米纤维结构在加热过程中保持完整，避免了热解塌缩导致的单原子包埋，所有Co-N5位点均暴露于表面，实现极高的原子利用率。

双功能活性超铂

Co-N5位点相较常见的Co-N4位点降低了氧还原和析氧反应的能垒，碱性条件下周转频率达65.33 s⁻¹，是20% Pt/C的47.4倍。

锌空电池长循环

多孔柔性碳纳米纤维使锌空电池在保持高功率密度和比容量的同时，实现了超过600小时的长期循环稳定性。

可穿戴器件供电

柔性纤维状锌空电池可直接为可穿戴设备供电，展示了在柔性电子领域的应用潜力。

应用场景

• 锌空电池：用作空气电极催化剂，获得高功率和长循环。
• 氧还原反应：降低ORR能垒，提升反应速率。
• 析氧反应：同样降低OER能垒，实现高效双功能催化。
• 可穿戴柔性电子：柔性纤维电池直接为可穿戴设备供电。