南京工程学院《Chem. Asian J》：N掺杂超薄类石墨烯纳米片上包覆的FeNi纳米颗粒可作为稳定的锌空气电池双功能催化剂

01 成果简介

高性能、低成本的双功能催化剂是能源转换和储存装置的关键。本文，南京工程学院Chuanxiang Zhang等研究人员在《Chem. Asian J》期刊发表名为“FeNi Nanoparticles Coated on N‐doped Ultrathin Graphene‐like Nanosheet as Stable Bifunctional Catalyst for Zn‐Air Battery”的论文，研究报道了一种以N掺杂类石墨烯（FENI/N-C）为载体的双金属FENI纳米粒子为催化剂的新型氧电极催化剂。在碳化过程中，通过对熔融氯化钠和离子的刻蚀和剥离，在合适的温度下制备出完整的二维超薄碳纳米片。

得到的FENIN-C催化剂具有快速的OER反应动力学、高效的ORR四电子转移和优异的双功能性能，OER/ORR的可逆氧电极指数为0.87v。锌空气电池的高开路电压为1.46v，稳定放电电压为1。使用液体电解质、锌片作为n电极和碳布上的Feni/n-C涂层作为空气电极组装23v区域。Feni/N-C作为锌-空气电池的氧电极催化剂，比容量高达816mah-g，充放电循环275h后，比Pt/C-RUO组装的催化剂性能好得多

02 图文导读

图1。Feni/N-C的制备程序示意图

图2（a）FENI/N-C-700、（b）FENI/N-C-800、（C）FENI/N-C-900、（d）FENI N-C-1000的SEM图像

图3a）TEM图像，（b）HRTEM图像，（c）STEM图像，（d）与STEM forNi/N-c-900对应的映射图

图4a）XRD图谱，（b）拉曼光谱，（c）氮吸附/解吸等温线，（d）孔径分布曲线

图5a）对Feni/N-c900的XPS和（b）nis、（c）fe2p、（d）ni2p的高分辨XPS光谱进行了研究

图6、a）结构图，（b）开路图，（c）放电极化曲线和相应的功率密度曲线，（D）充放电极化曲线，（e）特定容量图（f）Feni/N-C-900或Pt/C-RUO作为空气电极组装的锌-空气电池在5 MA-cm下的恒流放电-充电循环曲线

小结

采用简单的模板法和碳化法成功地合成了FENIN-cuc，其中氯化钠在中温下对石墨化炭的刻蚀作用和离子插层作用使炭成为完整的超薄lae。FeNi/N-C-900具有良好的OER/ORR性能，基于该催化剂的可充锌空气电池比Pu/C-RuO2具有更高的比容量和更长的循环稳定性，这些优点使得双功能催化剂可以有效地应用于能源领域。