可充电锌-空气电池因其良好的安全性和较高的理论能量密度而被认为是最有前途的储能装置之一。然而，在锌-空气电池充放电过程中，空气电极中的析氧和氧还原反应(OER/ORR)伴随着多次质子耦合电子转移，其反应动力学缓慢导致巨大的充电/放电过电位和电池性能差。因此，探索具有优异OER/ORR催化活性和耐久性的催化剂是提高锌-空气电池性能的最有效策略之一。近日，华中科技大学蒋凯和王康丽等通过将CN空位介导的NiFe-PBA和N掺杂碳纳米纤维进行组合，构建了一种锚定在碳布上的柔性独立双功能电极(N2-NiFe-PBA/NCF/CC-60)。N2-等离子体活化原位形成的CN空位调节了NiFe-PBA中Ni-Fe活性位点的局部配位环境和电子结构，从而提高析氧反应(OER)催化本征活性，并且抑制了OER过程中Fe元素的损失。此外，NiFe-PBA和NCF的结合呈现出3D互通网络结构，具有较大的比表面积和优异的导电性，从而保证了足够、稳定、高效的氧还原反应(ORR/OER)活性位点。因此，N2-NiFe-PBA/NCF/CC-60电极具有低OER过电位(50 mA cm-2时为270 mV)和出色的ORR性能(电流密度为5 mA cm-2时，电位为0.89 V)。更重要的是，N2-NiFe-PBA/NCF/CC-60基锌-空气电池在2000次循环中表现出出色的放电/充电稳定性；具有良好机械性能的相应柔性锌-空气电池在1.0 mA cm-2下表现出0.52 V的低电压间隙。3D Spatial Combination of CN Vacancy-Mediated NiFe-PBA with N-Doped Carbon Nanofibers Network Toward Free-Standing Bifunctional Electrode for Zn-Air Batteries. Advanced Science, 2022. DOI: 10.1002/advs.202105925
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