充電機充電燃料蓄電池技能高活性的雙功用催化劑處理途徑和方案
2017-9-19 8:54:20??????點擊：
【導(dǎo)言】
氧復(fù)原反響(ORR)和產(chǎn)氧反響(OER)是充電機充電燃料蓄電池和充電機充電金屬空氣蓄電池等能量變換體系中兩個非常重要的根本反響。近年發(fā)展起來的氮摻雜碳資料具有較高的ORR催化活性，且價格低價，質(zhì)料豐厚，在動力貯存及轉(zhuǎn)化范疇中有巨大的應(yīng)用潛力。可是其較低的氮含量以及單一的活性物種約束了氮摻雜碳資料在實踐金屬空氣以及充電機充電燃料蓄電池中的廣泛應(yīng)用。因而很多的研討轉(zhuǎn)而投入尋覓具有更高氮含量的替代品，試驗標(biāo)明氮化碳聚合物（g-C3N4）具有豐厚的氮活性位點，可是它的導(dǎo)電性差，比外表積小等特征不利于其在電催化及充電機充電金屬空氣蓄電池中的應(yīng)用。為了完成g-C3N4中氮活性位點高功率使用，因而有必要充沛進(jìn)步其外表積以及資料外表的電子傳輸功用，然后完成其高效的催化功用。
【效果簡介】
近來，中佛羅里達(dá)大學(xué)的Wenhan Niu博士和Yang Yang教授等人在Advanced Energy Materials上宣布題為“Surface-Modified Porous Carbon Nitride Composites as Highly Efficient Electrocatalyst for Zn-Air Batteries”的文章。該文章報導(dǎo)了一種使用自上而下的組成辦法制備出非晶CoSx納米顆粒潤飾的多孔g-C3N4催化劑并將其應(yīng)用于電催化和充電機充電金屬空氣蓄電池中。首要他們經(jīng)過在高溫氧氣刻蝕的辦法組成出具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的g-C3N4，然后經(jīng)過進(jìn)一步將g-C3N4與石墨烯混合，硫化等進(jìn)程制備出非晶CoSx潤飾的g-C3N4催化劑。其間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠為g-C3N4供給較大的外表積以及反響分子傳輸通道，一起CoSx在最大程度上進(jìn)步的g-C3N4外表的導(dǎo)電性而且完成了g-C3N4在ORR和OER中的雙功用催化作用。經(jīng)過電化學(xué)測驗，這種多孔結(jié)構(gòu)的g-C3N4催化劑體現(xiàn)出優(yōu)異的電催化活性以及充電機充電蓄電池循環(huán)功用，其體現(xiàn)乃至優(yōu)于商業(yè)的RuO2, Pt/C等貴金屬催化劑。
【圖文導(dǎo)讀】
催化劑電化學(xué)測驗成果
a) 不同催化劑的OER極化曲線;
b）不同催化劑的Tafel曲線
c) CoSx@PCN/RGO在催化OER進(jìn)程中環(huán)電流密度。
d) CoSx@PCN/RGO在催化OER進(jìn)程的法拉第功率。
e)催化劑在ORR進(jìn)程中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)和雙氧水產(chǎn)率。
f)催化劑在ORR和OER區(qū)間的極化曲線。
充電機充電鋅空蓄電池拼裝以及測驗
a）充電機充電扣試鋅空蓄電池的結(jié)構(gòu)圖。
b)充電機充電扣式鋅空蓄電池放電曲線及開路電壓圖。
c) CoSx@PCN/RGO拼裝的充電機充電扣試鋅空蓄電池充放電循環(huán)測驗。
d) 商業(yè)Pt/C拼裝的充電機充電扣試鋅空蓄電池充放電循環(huán)測驗。
【小結(jié)】
該作業(yè)使用本錢低價的氮化碳和過渡金屬鈷為質(zhì)料，選用奇妙簡潔的辦法成功組成出具有高活性的雙功用非貴金屬電催化劑，為廣泛開發(fā)應(yīng)用充電機充電燃料蓄電池以及充電機充電金屬空氣蓄電池技能供給了有效的處理途徑和計劃，一起還可以促進(jìn)可穿戴電子設(shè)備和微電子產(chǎn)品的發(fā)展。
氧復(fù)原反響(ORR)和產(chǎn)氧反響(OER)是充電機充電燃料蓄電池和充電機充電金屬空氣蓄電池等能量變換體系中兩個非常重要的根本反響。近年發(fā)展起來的氮摻雜碳資料具有較高的ORR催化活性，且價格低價，質(zhì)料豐厚，在動力貯存及轉(zhuǎn)化范疇中有巨大的應(yīng)用潛力。可是其較低的氮含量以及單一的活性物種約束了氮摻雜碳資料在實踐金屬空氣以及充電機充電燃料蓄電池中的廣泛應(yīng)用。因而很多的研討轉(zhuǎn)而投入尋覓具有更高氮含量的替代品，試驗標(biāo)明氮化碳聚合物（g-C3N4）具有豐厚的氮活性位點，可是它的導(dǎo)電性差，比外表積小等特征不利于其在電催化及充電機充電金屬空氣蓄電池中的應(yīng)用。為了完成g-C3N4中氮活性位點高功率使用，因而有必要充沛進(jìn)步其外表積以及資料外表的電子傳輸功用，然后完成其高效的催化功用。
【效果簡介】
近來，中佛羅里達(dá)大學(xué)的Wenhan Niu博士和Yang Yang教授等人在Advanced Energy Materials上宣布題為“Surface-Modified Porous Carbon Nitride Composites as Highly Efficient Electrocatalyst for Zn-Air Batteries”的文章。該文章報導(dǎo)了一種使用自上而下的組成辦法制備出非晶CoSx納米顆粒潤飾的多孔g-C3N4催化劑并將其應(yīng)用于電催化和充電機充電金屬空氣蓄電池中。首要他們經(jīng)過在高溫氧氣刻蝕的辦法組成出具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的g-C3N4，然后經(jīng)過進(jìn)一步將g-C3N4與石墨烯混合，硫化等進(jìn)程制備出非晶CoSx潤飾的g-C3N4催化劑。其間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠為g-C3N4供給較大的外表積以及反響分子傳輸通道，一起CoSx在最大程度上進(jìn)步的g-C3N4外表的導(dǎo)電性而且完成了g-C3N4在ORR和OER中的雙功用催化作用。經(jīng)過電化學(xué)測驗，這種多孔結(jié)構(gòu)的g-C3N4催化劑體現(xiàn)出優(yōu)異的電催化活性以及充電機充電蓄電池循環(huán)功用，其體現(xiàn)乃至優(yōu)于商業(yè)的RuO2, Pt/C等貴金屬催化劑。
【圖文導(dǎo)讀】
催化劑電化學(xué)測驗成果
a) 不同催化劑的OER極化曲線;
b）不同催化劑的Tafel曲線
c) CoSx@PCN/RGO在催化OER進(jìn)程中環(huán)電流密度。
d) CoSx@PCN/RGO在催化OER進(jìn)程的法拉第功率。
e)催化劑在ORR進(jìn)程中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)和雙氧水產(chǎn)率。
f)催化劑在ORR和OER區(qū)間的極化曲線。
充電機充電鋅空蓄電池拼裝以及測驗
a）充電機充電扣試鋅空蓄電池的結(jié)構(gòu)圖。
b)充電機充電扣式鋅空蓄電池放電曲線及開路電壓圖。
c) CoSx@PCN/RGO拼裝的充電機充電扣試鋅空蓄電池充放電循環(huán)測驗。
d) 商業(yè)Pt/C拼裝的充電機充電扣試鋅空蓄電池充放電循環(huán)測驗。
【小結(jié)】
該作業(yè)使用本錢低價的氮化碳和過渡金屬鈷為質(zhì)料，選用奇妙簡潔的辦法成功組成出具有高活性的雙功用非貴金屬電催化劑，為廣泛開發(fā)應(yīng)用充電機充電燃料蓄電池以及充電機充電金屬空氣蓄電池技能供給了有效的處理途徑和計劃，一起還可以促進(jìn)可穿戴電子設(shè)備和微電子產(chǎn)品的發(fā)展。
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