硝酸鋅電池可以將能源供應、氨電合成和污水處理集成到一個電化學設備中。然而,目前的硝酸鋅電池仍存在能量密度低和充電能力差的問題。在此,新加坡科技研究局Xi Shibo、香港理工大學Zhu Ye、Huang Bolong、香港城市大學Fan Zhanxi報道了四苯基卟啉(tpp)修飾異相(非晶/結晶)銠銅合金金屬烯(RhCuM-tpp)的合成。
本文要點:
1) 作者以RhCu M-tpp為雙功能催化劑,在中性溶液中進行硝酸鹽還原反應(NO3RR)和乙醇氧化反應,并成功構建了一種高可充電、低過電位的硝酸鋅/乙醇電池,該電池具有117364.6 Wh kg?1的能量密度、優異的倍率性能、約400次循環的優異循環穩定性。
2) 原位實驗研究和理論計算表明,在RhCu M-tpp上的NO3RR中存在分子金屬中繼催化,其通過低能壘途徑顯著促進氨的選擇性和反應動力學。該工作為高性能鋅基混合能源系統提供了一種有效的多功能金屬基催化劑設計策略。
Jingwen Zhou et.al Constructing molecule-metal relay catalysis over heterophase metallene for high-performance rechargeable zinc-nitrate/ethanol batteries PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2311149120
https://doi.org/10.1073/pnas.2311149120