可控构建分级多孔炭载CoP纳米颗粒催化剂用于高效氧还原反应

作     者：闫晓丽 王奎 郝姝葳 周广达 杨浩伟 张华 郭俊杰 YAN Xiao-li;WANG Kui;HAO Shu-wei;ZHOU Guang-da;YANG Hao-wei;ZHANG Hua;GUO Jun-jie

作者机构：太原理工大学材料科学与工程学院新材料界面科学与工程教育部重点实验室山西太原030024 华侨大学材料科学与工程学院福建厦门361021 

基　　金：国家自然科学基金(12305332) 山西省自然科学基金(202203021221089) 山西省科技创新人才团队项目(202304051001010) 山西省高等学校科技创新项目(2019L0253) 山西省高等学校创新人才计划(PTIT) 

出 版 物：《新型炭材料（中英文）》 (New Carbon Materials)

年 卷 期：2024年第39卷第3期

页      码：526-537页

摘      要：为金属空气电池等热点能源器件中的阴极氧还原反应(ORR)设计低成本和高效率的无贵金属催化剂仍然是一项巨大的挑战。过渡金属磷化物(TMPs)因其可调的电子结构及优异的催化性能,有望替代贵金属催化剂。本文采用磷化策略(350℃下二次热解),构建了一种在分层多孔炭框架上负载由掺氮炭壳包裹的CoP纳米颗粒催化剂(CoP@NC)。在二次热解过程中,Co纳米颗粒在NaH_(2)PO_(2)生成的PH_(3)气体下原位转化为CoP纳米颗粒,而载体的十二面体结构没有发生改变。在碱性条件下,CoP@NC电催化剂表现出优异的ORR活性,半波电位高达0.92 V,这归因于分散良好的CoP纳米颗粒与炭壳之间的协同耦合以及载体多孔结构实现的高效质量传输。此外,使用CoP@NC组装的锌-空气电池展现出1.51 V的高开路电压和210.1 mW cm^(-2)的功率密度。这项研究将有助于开发低成本和高效率的ORR电催化剂。

主 题 词：电催化剂 Co基催化剂 金属磷化物 ORR 锌-空气电池 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.1016/S1872-5805(24)60848-6

馆 藏 号：203128280...