編號：CYYJ02792
篇名：金屬有機(jī)框架衍生的三維有序多孔碳納米材料用于高效堿性鋅空氣電池
作者：孫秋紅 朱楷 季湘麗 陳丹丹 韓承 黎挺挺 胡悅 黃少銘 錢金杰
關(guān)鍵詞： metal-organic framework silica template carbon nanotube oxygen reduction reaction Zn-air battery
機(jī)構(gòu)： Key Laboratory of Carbon Materials of Zhejiang Province
摘要： 設(shè)計和制備高催化活性和高穩(wěn)定性的非貴金屬催化劑對金屬-空氣電池和燃料電池研究具有重要意義.本文中,我們通過二氧化硅模板法和碳納米管(CNT)生長對金屬有機(jī)框架ZIF-8進(jìn)行碳化,合成了一種分級三維有序多孔碳納米材料.進(jìn)一步通過添加鐵源,高溫?zé)峤猥@得的多孔mFeNC-CNT具有精細(xì)的Fe基納米顆粒以及原子分散Fe-Nx位點.三維多孔結(jié)構(gòu)降低了電荷傳輸阻力,使得鐵、氮共摻雜碳表現(xiàn)出與商業(yè)Pt/C相當(dāng)?shù)难踹�原反應(yīng)(ORR)性能.同時,在尿素催化下得到的交織CNT在電化學(xué)過程中進(jìn)一步縮短了離子和電子的擴(kuò)散途徑.實驗和理論計算結(jié)果表明,優(yōu)化后的mFeNC-CNT在鋅空氣電池上表現(xiàn)出較高的ORR活性.綜上,這項工作為用于能量存儲、轉(zhuǎn)換和傳輸應(yīng)用的高性能非貴金屬基電催化劑的合理設(shè)計和簡便合成提供了一種有前景的策略.
