充电机充电燃料蓄电池技能高活性的双功用催化剂处理途径和方案
2017-9-19 8:54:20 点击：
【导言】
氧复原反响(ORR)和产氧反响(OER)是充电机充电燃料蓄电池和充电机充电金属空气蓄电池等能量变换体系中两个非常重要的根本反响。近年发展起来的氮掺杂碳资料具有较高的ORR催化活性，且价格低价，质料丰厚，在动力贮存及转化范畴中有巨大的应用潜力。可是其较低的氮含量以及单一的活性物种约束了氮掺杂碳资料在实践金属空气以及充电机充电燃料蓄电池中的广泛应用。因而很多的研讨转而投入寻觅具有更高氮含量的替代品，试验标明氮化碳聚合物（g-C3N4）具有丰厚的氮活性位点，可是它的导电性差，比外表积小等特征不利于其在电催化及充电机充电金属空气蓄电池中的应用。为了完成g-C3N4中氮活性位点高功率使用，因而有必要充沛进步其外表积以及资料外表的电子传输功用，然后完成其高效的催化功用。
【效果简介】
近来，中佛罗里达大学的Wenhan Niu博士和Yang Yang教授等人在Advanced Energy Materials上宣布题为“Surface-Modified Porous Carbon Nitride Composites as Highly Efficient Electrocatalyst for Zn-Air Batteries”的文章。该文章报导了一种使用自上而下的组成办法制备出非晶CoSx纳米颗粒润饰的多孔g-C3N4催化剂并将其应用于电催化和充电机充电金属空气蓄电池中。首要他们经过在高温氧气刻蚀的办法组成出具有网状结构的g-C3N4，然后经过进一步将g-C3N4与石墨烯混合，硫化等进程制备出非晶CoSx润饰的g-C3N4催化剂。其间网状结构能够为g-C3N4供给较大的外表积以及反响分子传输通道，一起CoSx在最大程度上进步的g-C3N4外表的导电性而且完成了g-C3N4在ORR和OER中的双功用催化作用。经过电化学测验，这种多孔结构的g-C3N4催化剂体现出优异的电催化活性以及充电机充电蓄电池循环功用，其体现乃至优于商业的RuO2, Pt/C等贵金属催化剂。
【图文导读】
催化剂电化学测验成果
a) 不同催化剂的OER极化曲线;
b）不同催化剂的Tafel曲线
c) CoSx@PCN/RGO在催化OER进程中环电流密度。
d) CoSx@PCN/RGO在催化OER进程的法拉第功率。
e)催化剂在ORR进程中的电子转移数和双氧水产率。
f)催化剂在ORR和OER区间的极化曲线。
充电机充电锌空蓄电池拼装以及测验
a）充电机充电扣试锌空蓄电池的结构图。
b)充电机充电扣式锌空蓄电池放电曲线及开路电压图。
c) CoSx@PCN/RGO拼装的充电机充电扣试锌空蓄电池充放电循环测验。
d) 商业Pt/C拼装的充电机充电扣试锌空蓄电池充放电循环测验。
【小结】
该作业使用本钱低价的氮化碳和过渡金属钴为质料，选用奇妙简洁的办法成功组成出具有高活性的双功用非贵金属电催化剂，为广泛开发应用充电机充电燃料蓄电池以及充电机充电金属空气蓄电池技能供给了有效的处理途径和计划，一起还可以促进可穿戴电子设备和微电子产品的发展。
氧复原反响(ORR)和产氧反响(OER)是充电机充电燃料蓄电池和充电机充电金属空气蓄电池等能量变换体系中两个非常重要的根本反响。近年发展起来的氮掺杂碳资料具有较高的ORR催化活性，且价格低价，质料丰厚，在动力贮存及转化范畴中有巨大的应用潜力。可是其较低的氮含量以及单一的活性物种约束了氮掺杂碳资料在实践金属空气以及充电机充电燃料蓄电池中的广泛应用。因而很多的研讨转而投入寻觅具有更高氮含量的替代品，试验标明氮化碳聚合物（g-C3N4）具有丰厚的氮活性位点，可是它的导电性差，比外表积小等特征不利于其在电催化及充电机充电金属空气蓄电池中的应用。为了完成g-C3N4中氮活性位点高功率使用，因而有必要充沛进步其外表积以及资料外表的电子传输功用，然后完成其高效的催化功用。
【效果简介】
近来，中佛罗里达大学的Wenhan Niu博士和Yang Yang教授等人在Advanced Energy Materials上宣布题为“Surface-Modified Porous Carbon Nitride Composites as Highly Efficient Electrocatalyst for Zn-Air Batteries”的文章。该文章报导了一种使用自上而下的组成办法制备出非晶CoSx纳米颗粒润饰的多孔g-C3N4催化剂并将其应用于电催化和充电机充电金属空气蓄电池中。首要他们经过在高温氧气刻蚀的办法组成出具有网状结构的g-C3N4，然后经过进一步将g-C3N4与石墨烯混合，硫化等进程制备出非晶CoSx润饰的g-C3N4催化剂。其间网状结构能够为g-C3N4供给较大的外表积以及反响分子传输通道，一起CoSx在最大程度上进步的g-C3N4外表的导电性而且完成了g-C3N4在ORR和OER中的双功用催化作用。经过电化学测验，这种多孔结构的g-C3N4催化剂体现出优异的电催化活性以及充电机充电蓄电池循环功用，其体现乃至优于商业的RuO2, Pt/C等贵金属催化剂。
【图文导读】
催化剂电化学测验成果
a) 不同催化剂的OER极化曲线;
b）不同催化剂的Tafel曲线
c) CoSx@PCN/RGO在催化OER进程中环电流密度。
d) CoSx@PCN/RGO在催化OER进程的法拉第功率。
e)催化剂在ORR进程中的电子转移数和双氧水产率。
f)催化剂在ORR和OER区间的极化曲线。
充电机充电锌空蓄电池拼装以及测验
a）充电机充电扣试锌空蓄电池的结构图。
b)充电机充电扣式锌空蓄电池放电曲线及开路电压图。
c) CoSx@PCN/RGO拼装的充电机充电扣试锌空蓄电池充放电循环测验。
d) 商业Pt/C拼装的充电机充电扣试锌空蓄电池充放电循环测验。
【小结】
该作业使用本钱低价的氮化碳和过渡金属钴为质料，选用奇妙简洁的办法成功组成出具有高活性的双功用非贵金属电催化剂，为广泛开发应用充电机充电燃料蓄电池以及充电机充电金属空气蓄电池技能供给了有效的处理途径和计划，一起还可以促进可穿戴电子设备和微电子产品的发展。
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