SCMs|锌空气电池高效氧还原催化剂——MOFs衍生自催化生长Zn/Co-N-C碳纳米管

开发高性价比、高性能碳基氧还原反应(ORR)电催化剂对于锌空气电池发展至关重要。近日，河南师范大学高书燕教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，通过一锅合成法构建自催化生长碳纳米管(CNTs)交联的Zn/Co-N-C碳质多面体，该碳纳米管由氧化石墨烯纳米片连接的沸石咪唑框架(ZIF-8)衍生而来。该特殊氮掺杂三维碳基体可以调控活性中心暴露以及金属纳米粒子和碳纳米管的协同作用。

该催化剂在0.1 mol L⁻¹ KOH (E_1/2 = 0.83 V)和0.5 mol L⁻¹ H₂SO₄ (E_1/2 = 0.73 V)中均表现出优良的ORR活性、循环稳定性和耐甲醇性，性能与Pt/C相当(0.1 mol L⁻¹ KOH，E_1/2 = 0.80 V; 0.5 mol L⁻¹ H₂SO₄，E_1/2 = 0.75 V)。由该催化剂组装的锌空气电池表现出高功率密度(90 mW cm⁻²)和优异的循环稳定性，优于Pt/C (82 mW cm⁻²)。

本工作为原位合成高效碳纳米管ORR催化剂提供了有力指导，并为便携式锌空气电池器件研究提供了良好借鉴。

文章信息

Zhang, J., Chen, Y., Liu, Y. et al. Self-catalyzed growth of Zn/Co-N-C carbon nanotubes derived from metal-organic frameworks as efficient oxygen reduction catalysts for Zn-air battery. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1775-2

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