中科院理化所高电流密度下可充放电式锌空气电池研究取得进展

    可逆锌空气电池具有价格低廉、环境友好和能量密度高（1084Wh kg-1）等优势，在便携式交通工具和能量贮存器件使用方面潜力巨大。该电池的中心组分是驱动氧复原反响(ORR)和析氧反响(OER)的双功用催化剂，但存在动力学缓慢及循环稳定性差等问题。因而，开展廉价、高效的双功用催化剂，对于推动可逆锌空气电池的实践使用具有重要意义。

    氮化物，如Ni3FeN等，因其独特的电子结构和半金属特性，在电催化氧气复原反响(OER)中，表现出优异的功用。但将Ni3FeN使用于可逆锌空气电池中，面对两个问题：一是氮化物的ORR活性低；二是氮化物的在组成进程（氨气气氛煅烧）中易聚会，难以得到更小尺度、更多活性位暴露的氮化物，阻碍其OER功用的进一步提高。

    近来，中国科学院理化技能研究所超分子光化学研究团队研究员张铁锐课题组选用“一举两得”的战略，经过引进钴氮共掺杂碳载体(Co,N-CNF)，有用减轻Ni3FeN在高温组成进程中的聚会问题，然后缩小其尺度至14nm；同时Co,N-CNF自身具有优秀的ORR功用。因而，Ni3FeN/Co,N-CNF复合物的OER功用显着优于贵金属IrO2，ORR功用超过商业化Pt/C，该双功用催化剂可实践使用于可逆锌空气电池，并在高电流密度(50 mA cm-2)下长时间稳定作业。该战略为规划和组成多功用催化剂供给了新思路，可广泛使用于金属空气电池、可充放电式燃料电池、全分化水以及其他动力范畴。

    研究结果以3D Carbon Nanoframe Scaffold-immobilized Ni3FeN Nanoparticle Electrocatalysts for Rechargeable Zinc-Air Batteries’Cathodes为题宣布在Nano Energy上。

    研究作业得到科技部国家重点基础研究方案、国家自然科学基金委优秀青年科学基金项目、国家“万人方案”-青年优秀人才支撑方案、中科院战略性先导科技专项（B类）等的支撑。