Alloying Confined Regulation of Nanoparticles in a Hierarchically Directed Porous Carbon for Zinc–Air Batteries

化学 纳米颗粒 多孔性 碳纤维 纳米技术 化学工程 有机化学 复合材料 复合数 工程类 材料科学
作者
Qiusheng Zhou,Shiqiang Cui,Minmin Song,Xianying He,Linfang Lu,Dongliang Liu,Chuanyin Xiong
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:64 (6): 2857-2867 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acs.inorgchem.4c04944
摘要

The rational design of non-noble metal-based electrocatalysts with efficient bifunctional catalytic activity is critical for the widespread application of zinc–air batteries (ZABs). In this study, an FeNi alloy encapsulated three-dimensional honeycomb-like network structure of carbon aerogels (FeNi/CAs) electrocatalyst was constructed using directional freeze-drying technology. The innovative architecture, combined with the synergistic effect between Fe and Ni, endows the FeNi/CAs catalyst with outstanding bifunctional catalytic activity compared with the introduction of a single metal in carbon aerogels. Specifically, the catalyst achieves a high half-wave potential (E1/2) of 0.90 V for the oxygen reduction reaction (ORR) and excellent stability with a negligible shift of E1/2 (9 mV) after 2000 cycles. Moreover, the FeNi/CAs catalyst exhibits a smaller potential difference (ΔE = 0.68 V) between the ORR and oxygen evolution reaction (OER), highlighting its superior bifunctional activity. Furthermore, the rechargeable ZABs with FeNi/CAs catalysts show remarkable power density (226 mW cm–2) and energy density (985 mWh kg–1), as well as over 1200 h of cycling stability. Additionally, the discharge rate performance of the assembled flexible all-solid-state battery based on this catalyst remains stable under different bending angles, suggesting its robustness and potential for use in wearable electronic devices. This work provides a compelling strategy for the construction of advanced electrocatalysts by leveraging hierarchical structural features and metal synergy, paving the way for high-performance and durable ZABs in next-generation energy storage applications.
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
molihuakai应助Fine采纳,获得10
刚刚
刚刚
壮观缘分发布了新的文献求助10
刚刚
赞zan完成签到,获得积分10
1秒前
爆米花应助动人的乾采纳,获得10
1秒前
1秒前
3秒前
叶迎发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
wang应助鱼鱼采纳,获得10
4秒前
kabjsd完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Liz1054完成签到,获得积分10
5秒前
syf完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
8秒前
一颗烂番茄完成签到 ,获得积分10
8秒前
七个丸子发布了新的文献求助10
8秒前
沉静妙芹发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
daI夫人发布了新的文献求助10
10秒前
小企鹅发布了新的文献求助30
10秒前
10秒前
xiaobai发布了新的文献求助10
11秒前
隐形曼青应助壮观缘分采纳,获得10
11秒前
wentong完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
热情的戾发布了新的文献求助10
13秒前
核桃驳回了SciGPT应助
14秒前
14秒前
jiang发布了新的文献求助10
15秒前
syf发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI6.2应助快乐小狗采纳,获得30
17秒前
科研包完成签到,获得积分10
17秒前
中国完成签到,获得积分10
17秒前
赵展鹏发布了新的文献求助10
19秒前
完美的翼发布了新的文献求助10
19秒前
伍小兽完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
科研通AI6.2应助aa111采纳,获得10
22秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
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 7193056
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8829339
关于积分的说明 18641501
捐赠科研通 6828947
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3175970
关于科研通互助平台的介绍 2328078
邀请新用户注册赠送积分活动 2150448