SCMs|双功能Nb-N-C原子分散催化剂用于水系锌-空气电池驱动CO2还原

设计廉价和高效的双功能催化剂应用于CO₂还原和O₂还原反应（CO₂RR和ORR）是实现碳中和的理想选择。

近日，云南大学胡广志教授、天津理工大学罗俊教授和广西大学刘熙俊教授等人在Science China Materials发表研究论文，研制出铌原子分散固定在氮掺杂有序介孔碳（Nb-N-C）上的双功能CO₂RR和ORR催化剂用于锌-空气电池（ZAB）自驱动CO₂RR。

本文要点：

1) 得益于高铌原子利用率和有序介孔结构，Nb-N-C催化剂展现出高达90%的CO法拉第效率，ORR的半波电位活性为0.84 V，ZAB的峰值功率活性为115.6 mW cm^-2。

2) 采用两个串联的ZABs单元作为自供能CO₂RR系统的电源，能够连续将CO₂转化为CO，该自供能系统前10小时的CO平均产率为3.75 µmol h^-1 mg_cat^-1。

3) 理论计算表明，铌原子分散固定在氮掺杂的碳上形成Nb-N配位键，从而有效地降低CO₂RR的决速中间体*COOH和 ORR的决速中间体*O的生成能垒。

文章信息

Gao S., Wang T., Jin M., et al. Bifunctional Nb-N-C atomic catalyst for aqueous Zn-air battery driving CO₂ electrolysis. Sci. China Mater. (2022).https://doi.org/10.1007/s40843-022-2236-8

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