1成果簡介
氧還原反應（ORR）和析氧反應（OER）一般由貴金屬（Pt）和金屬氧化物（IrO2）催化，存在價格昂貴、選擇性差、穩定性差等缺點。本文，蘭州大學彭尚龍教授團隊在《Nano Res》期刊發表名為“Mn, N co-doped Co nanoparticles/porous carbon as air cathode for highly efficient rechargeable Zn-air batteries”的論文，研究提出一種由碳化金屬有機骨架（MOF）衍生物製備的MnO摻雜CoNx/N-PC複合材料（Mn-CoNx/N-PC）作為雙功能電催化劑，以同時提高ORR和OER催化效能。
N與金屬元素之間有很強的配位作用，因此引入N可以明顯提高用於ORR的Co-N-C催化活性中心的含量。同時，Mn摻雜顯著調節了Co元素的電子結構，增加了Co0的含量，從而提供了有效的OER活性中心。實驗結果顯示，Mn-CoNx/N-PC催化劑具有超強的雙功能電催化活性，半波電位為0.85 V，優於20%Pt/C催化劑（0.82 V）。進一步的，將Mn-CoNx/NPC電催化劑用於鋅-空氣電池，其具有較高的功率密度（145 mW cm−2）和良好的迴圈效能。
圖文導讀
方案1:Mn-CoNx/N-PC的製備工藝
圖1（a）MOF前驅體的SEM圖。( b ) TEM 影象，( c ) HR 影象和( d ) CON / N-PC 催化劑的能量色散X 射線光譜( EDS ) 繪圖
圖 2 、(a) XRD 和 (b) CON、/N-PC MN-CONN-PC 和 Mn/N-PC 電催化劑的拉曼光譜 (c) XPS 測量光譜和 (d) - (f) Mn2p 的精細光譜 , Co 2p3 / 和 N 1s 的 MN-CON / n-pcand CON / n-pc 電催化劑
圖 3 (a) Mn-CoNx/N-PC、CoNx/N-PC、Mn/N-PC 和 Pt/C 的 ORR 的電化學效能
圖4（a）MN-CON、/N-PC-CON、/N-PC MN/N-PC和Pt/C+Iro2作為雙功能電催化劑的電位差。（b）ZABS方案。（c）功率密度和（d）MN-CON/N-PC和PU/c+Ruo2催化劑的充放電測試。
小結
本研究為構建低成本、高效率、耐用的鋅-空氣電池過渡金屬基雙功能電極提供了一種簡便的方法。
文獻
https://doi.org/10.1007/s12274-021-3837-6
