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可充電鋅空氣電池的實(shí)際應(yīng)用面臨著雙功能催化劑不足、氣液固三相界面矛盾以及基本理解模糊等挑戰(zhàn)。有鑒于此，南方科技大學(xué)徐保民教授、Xiongwei Zhong、清華大學(xué)周光敏副教授等報(bào)道提出了一種“變色龍”雙功能催化劑，這種雙功能催化劑是在鎳鐵層雙氫氧化物（Ru_SA-NiFe-LDH）上接枝修飾釕單原子。

本文要點(diǎn)

（1）

RuSA-NiFe-LDH在充電過程中的適應(yīng)性氧化生成羥基氧化物物種（Ru_SA-NiFeOOH），暴露作為OER反應(yīng)的活性位點(diǎn)，而放電過程中可逆還原為NiFe-LDH暴露了氧還原反應(yīng)的活性部位。此外，具有親水層和疏水層的分級(jí)空氣陰極有助于Ru_SA-NiFe-LDH和Ru_SA-NiFeOOH之間的可逆轉(zhuǎn)化，加速氧氣氣泡的脫附，并抑制碳電極的腐蝕。

（2）

鋅空氣電池每循環(huán)具有100 mAh cm^-2的高充放電容量，0.67 V的電壓間隙，在10 mA cm^-2中具有2400小時(shí)的延長循環(huán)壽命。通過電極電位去耦合監(jiān)測、監(jiān)控氧氣氣泡的脫離、碳含量定量表征，全面的研究表明空氣陰極催化反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)。

參考文獻(xiàn)

Zhong, X., Xiao, X., Li, Q. et al. Understanding the active site in chameleon-like bifunctional catalyst for practical rechargeable zinc-air batteries. Nat Commun 15, 9616 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-54019-1

https://www.nature.com/articles/s41467-024-54019-1