山西大學(xué)ACS Nano：F配位Co?N?C催化劑實(shí)現(xiàn)高性能鋅空電池
Nanoyu
能源技術(shù)情報(bào)
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Energy-2019
專(zhuān)注于新能源前沿技術(shù)、深度創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化。
具有CoN
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結(jié)構(gòu)的鈷-氮-碳（Co-N-C）催化劑在氧還原反應(yīng)（ORR）方面表現(xiàn)出巨大的潛力，但對(duì)氧物種的不完善的吸附能極大地限制了其還原效率和實(shí)際應(yīng)用潛力。
近日，山西大學(xué)Hua-Jin Zhai，Xiujun Fan通過(guò)水熱和化學(xué)氣相沉積方法，使用F原子調(diào)節(jié)Co中心的軸向配位，成功合成了具有方錐體CoN
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?F
1
構(gòu)型的F配位Co?N?C催化劑。
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）
在合成過(guò)程中，Co原子的幾何結(jié)構(gòu)從六配位Co?F
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轉(zhuǎn)變?yōu)榕湮徊伙柡蜖顟B(tài)的方錐體CoN
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?F
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，這為O
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提供了開(kāi)放的結(jié)合位點(diǎn)。將軸向F原子引入CoN
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平面改變了Co周?chē)木钟蛟迎h(huán)境，顯著提高了ORR活性和鋅-空氣電池性能。
2
）
原位光譜證明CoN
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?F
1
位點(diǎn)與OOH*中間體強(qiáng)烈結(jié)合，促進(jìn)O?O鍵的分裂，使OOH*很容易通過(guò)解離途徑分解為O*和OH*。理論計(jì)算證實(shí)，軸向F原子有效降低了Co中心的電子密度，促進(jìn)OH*中間體的解吸，有效加速了整體ORR動(dòng)力學(xué)。
該工作提出了一種可行的軸向配體合成機(jī)制，并為構(gòu)建高效的高配位催化劑提供了途徑。
Daili Cao, et al, Axially Modified Square-Pyramidal CoN4?F1 Sites Enabling High-Performance Zn?Air Batteries, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c03261
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c03261
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