Turning seawater chloride ion from corrosion agent to OER accelerator and stabilizer via oxygen vacancy engineering and application in zinc-air seawater batteries

海水 腐蚀 氧气 稳定器(航空) 析氧 氯化物 离子 材料科学 冶金 化学 工程类 地质学 海洋学 电化学 机械工程 电极 有机化学 物理化学
作者
Tong Liu,Siyuan Zhao,Haixia Zhong,Jian Wang,Daqin Guan,Jie Yu,Na Yu,Ying Wang,Meng Ni
出处
期刊:Nano materials science [Elsevier BV]
标识
DOI:10.1016/j.nanoms.2025.07.005
摘要

Zinc-air seawater batteries (ZASBs) are a promising seawater battery technology owing to their high energy density, eco-friendly nature, and low cost. However, their performance is limited by slow oxygen evolution reaction (OER) and rapid OER electrocatalyst deactivation due to Cl − corrosion. Here, we propose an innovative oxygen vacancy strategy that not only avoids the Cl − corrosion but also exploits Cl − as the OER accelerator and catalyst protector. Specifically, oxygen vacancies are introduced into NiFe 2 O 4 via in-situ grown on self-supported carbon substrates. Oxygen vacancies enhance Cl − adsorption to form Cl − -O V -NiFe 2 O 4 , as evidenced by density functional theory (DFT) calculations. This synergistic interaction enables superior OER activity with a low overpotential of 285 ​mV at 100 ​mA ​cm −2 in alkaline seawater, while pristine NiFe 2 O 4 cannot reach this current density threshold. Moreover, oxygen vacancies (O V ) with Cl − adsorption stabilize spinel structure and prevent the leaching of Fe active sites, ensuring long-lasting high catalytic performance for over 300 ​h. Consequently, owing to the Cl − -O V -NiFe 2 O 4 catalyst, the ZASB achieves a long lifespan exceeding 400 cycles, which is 45 times that of pristine NiFe 2 O 4 (9 cycles). The proposed oxygen vacancy strategy not only promotes the practical application of ZASBs but also provides insights for advancing seawater battery technologies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
小橘子完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
追寻的凡松完成签到,获得积分10
3秒前
迷路博完成签到,获得积分10
3秒前
Lisa4mamba发布了新的文献求助10
3秒前
忆寒发布了新的文献求助50
3秒前
Nil发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
桐桐应助是sxxj啊采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
大个应助调皮摇伽采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
领导范儿应助黄小花采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
天天快乐应助菲利克斯采纳,获得10
8秒前
8秒前
fengw420完成签到,获得积分10
9秒前
能干的山灵应助11采纳,获得10
9秒前
厉害砖家完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
可乐完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
Lisa4mamba完成签到,获得积分10
12秒前
搞怪以莲发布了新的文献求助10
12秒前
科研通AI2S应助哒哒哒采纳,获得10
13秒前
上官若男应助neurodawn采纳,获得10
13秒前
huxi发布了新的文献求助10
13秒前
妍妍发布了新的文献求助10
13秒前
一加一发布了新的文献求助10
13秒前
烟花应助kery采纳,获得10
14秒前
老牛发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
maomao发布了新的文献求助20
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
Surgical Ergonomic Pilot Study Using a Posture Biofeedback Device in Rhinology: A MultiPhase Quality Improvement Study 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7692029
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9253427
关于积分的说明 19982478
捐赠科研通 7264888
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3291145
关于科研通互助平台的介绍 2447338
邀请新用户注册赠送积分活动 2296352