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棕榈衍生的氮掺杂碳负载CoFe合金的氧电催化剂在锌-空气电池中的研究

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目的 合成Co,Fe双掺杂多孔碳纳米片(CoFe@N-C).研究其电催化性能并组装为液态锌-空气电池.方法 以棕榈作为碳、氮的前驱体,利用棕榈特殊的孔道结构,合成生物质衍生碳基CoFe双金属纳米复合氧电催化剂(CoFe@N-C).采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、X射线光电子能谱等表征手段分析和研究其精细结构和形貌.结果 电化学测试结果表明,该纳米复合材料具有较优异的析氧反应(OER:290 mV)和双功能氧催化性能(△E=0.88 V).以CoFe@N-C作为阴极催化剂组装的液态锌-空气电池具有1.46 V开路电压以及约564次长时间的循环稳定性.结论 CoFe@N-C具有优异的催化性能,组装为液态锌-空气电池也具有良好的性能体现.本工作为探索生物质衍生碳基纳米复合材料在电化学储能器件中的应用提供了新思路.
Palm-derived nitrogen-doped carbon-loaded CoFe alloys oxygen electrocatalysts in zinc-air batteries
Purposes—To study the electrocatalytic performance of Co and Fe double-doped porous carbon nanosheets(CoFe@N-C),and to assemble CoFe@N-C into a liquid zinc-air battery.Meth-ods—Carbon based CoFe bimetallic nanocomposite oxygen electrocatalyst derived from biomass was synthesized with palm as the precursor of carbon and nitrogen,and the special pore structure of palm was utilized(CoFe@N-C).Its fine structure and morphology were investigated through comprehen-sive analysis by means of X-ray diffractometer,transmission electron microscope and X-ray photoelec-tron spectroscopy.Results—Electrochemical tests reveal remarkable oxygen evolution reaction activity(OER:290 mV)and bifunctional oxygen catalytic performance(△E=0.88 V)of the nano-compos-ite.Moreover,the liquid zinc-air battery equipped with CoFe@N-C as the cathode catalyst exhibits an open circuit voltage of 1.46 V and a long-term cycle stability of approximately 564 cycles.Conclu-sions—CoFe@N-C has excellent catalytic properties and performs well when assembled into liquid zinc-air batteries.This investigation presents a novel avenue for exploiting the potential of biomass-derived carbon-based nanocomposites in electrochemical energy storage devices.

palmetoxygen evolution reactionoxygen reduction reactionzinc-air battery

朱旭、陈亚楠、刘培涛、祖延清、李晓东、毕鹏飞、冯爱玲

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宝鸡文理学院物理与光电技术学院,陕西宝鸡 721016

棕榈 析氧反应 氧还原反应 锌-空气电池

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2024

10.13467/j.cnki.jbuns.2024.02.006

宝鸡文理学院学报(自然科学版)
宝鸡文理学院

宝鸡文理学院学报(自然科学版)

影响因子：0.356
ISSN：1007-1261
年,卷(期)：2024.44(2)