Core‐Shell Catalysts with Superhydrophobicity for Enhanced Oxygen Reduction Kinetics in Zinc‐Air Batteries

催化作用 材料科学 氧气 过电位 碳化物 碳纳米管 化学工程 金属 碳纤维 纳米技术 化学 冶金 复合材料 复合数 电极 电化学 有机化学 物理化学 工程类
作者
Shijian Huang,Yi Gao,Ting Chen,Xinyuan Pei,Panpan Sun,Xiaowei Lv,Xiaohua Sun,Enzuo Liu,Hui Zhou,Naiqin Zhao
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:21 (39): e06727-e06727 被引量:3
标识
DOI:10.1002/smll.202506727
摘要

Zinc-air batteries (ZABs) operating in gas-solid-liquid three-phase systems suffer from sluggish reaction kinetics and low power output, which severely hinder their commercialization. To address these challenges, an integrated strategy is proposed combining core-shell heterophase catalytic species with superhydrophobic properties. The H─CoFe─CNT catalyst, featuring carbon nanotube-grown hollow cubic carbon cages, incorporates metal carbide@metal core-shell heterophase catalytic species and exhibits superhydrophobicity. The metal carbide@metal core-shell structure modulates the electronic state of catalytic sites, reduces the oxygen reduction reaction (ORR) energy barrier, and enhances catalytic activity. Meanwhile, the superhydrophobic property of the catalyst creates an abundant triple-phase reaction interface, promotes oxygen accumulation at the air cathode, thereby improving ORR kinetics and boosting the power density of ZABs. The as-prepared H─CoFe─CNT catalyst demonstrates exceptional oxygen electrocatalytic activity, achieving a high ORR half-wave potential of 0.909 V and a low oxygen evolution reaction (OER) overpotential of 307 mV. Liquid ZABs assembled with this catalyst exhibit a peak power density of 255 mW cm-2, and outstanding durability. Moreover, quasi-solid-state ZABs deliver an ultrahigh peak power density of 610 mW cm-2, indicating promising practical applicability. This work opens a new avenue for developing high-power-density ZABs through the synergistic integration of core-shell heterophase catalytic species and superhydrophobic engineering.
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
nemo完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
顾矜应助qiuwuji采纳,获得10
1秒前
1秒前
谦让黎云完成签到,获得积分10
1秒前
万能图书馆应助细心诗双采纳,获得10
2秒前
阿航发布了新的文献求助10
2秒前
Cecily发布了新的文献求助10
2秒前
拔丝香芋发布了新的文献求助10
2秒前
隐形曼青应助润柏海采纳,获得10
3秒前
墨墨发布了新的文献求助10
3秒前
FXL完成签到,获得积分10
3秒前
hh发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
思源应助害羞雨南采纳,获得10
4秒前
123完成签到,获得积分10
4秒前
俊逸发布了新的文献求助10
4秒前
天棱发布了新的文献求助10
4秒前
zf完成签到,获得积分10
5秒前
litongkk发布了新的文献求助10
5秒前
周七七完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
JamesPei应助Lonng采纳,获得10
6秒前
淡然冬灵完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
鹿叽叽发布了新的文献求助10
6秒前
tetrakis完成签到,获得积分10
7秒前
CodeCraft应助Sublimation采纳,获得10
7秒前
month完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
8秒前
儒雅巧荷发布了新的文献求助10
8秒前
Zhongwang_WANG完成签到,获得积分10
8秒前
62626262完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
wqkkk发布了新的文献求助10
10秒前
Ypearl发布了新的文献求助10
10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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Positive Art Therapy Theory and Practice 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Key mechanistic insights into the intramolecular C-H bond amination and double bond aziridination in sulfamate esters catalyzed by dirhodium tetracarboxylate complexes 500
The Neuroscience of Language 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 7670785
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9238335
关于积分的说明 19894625
捐赠科研通 7240227
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3284845
关于科研通互助平台的介绍 2443253
邀请新用户注册赠送积分活动 2286983