单原子催化剂(SAC)在可充电锌-空气电池(ZAB)方面具有巨大潜力;然而,由于对其协调环境的控制不力,难以利用可持续资源大规模生产SAC。近日,浙江大学陆俊、华南理工大学钟林新、彭新文实现了锌空气电池中硫调谐单原子催化剂的批量生产。
本文要点:
1)木质素磺酸盐是造纸工业的副产品,作者将其用作多功能生物配体,用于通过强金属-氮/硫配位大规模生产具有高活性M–N4–S位点(M代表Fe、Cu和Co)的SAC。从而有效地调整了电荷分布并提高了催化性能,以及其在ZAB的氧还原和析出反应中具有高度持久和优异的性能。
2) Fe和木质素磺酸盐之间的配位以及随后的N掺杂形成了Fe–N4活性位点,其中S掺杂有效地调节了Fe–N4位点周围的电荷分布。所得SAC催化剂具有优异的ORR(E1/2=0.876V)和OER活性。其在ZAB中具有798.7mAh g-1的高比容量和高达160h的长期稳定性。
参考文献:
Chen Zehong et.al Mass Production of Sulfur-Tuned Single Atom Catalysts for Zn–Air Batteries Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202209948
https://doi.org/10.1002/adma.202209948
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