可充電鋅空氣電池的實際應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原理不明確等挑戰(zhàn)。
在此，南方科技大學Baomin Xu，Xiongwei Zhong，清華深圳國際研究生院Guangmin Zhou提出了一種變色龍狀雙功能催化劑，由嫁接到鎳鐵層雙氫氧化物（RuSA-NiFe LDH）上的釕單原子組成。
文章要點
1）充電過程中，RuSA-NiFe LDH 自適應氧化為羥基氧化物（RuSANiFeOOH）暴露了氧氣釋放反應的活性位點，而放電過程中可逆還原為 NiFe LDH 暴露了氧氣還原反應的活性位點。
2）此外，具有親水層和疏水層的分級空氣陰極促進了 RuSA-NiFe LDH 和 RuSA-NiFeOOH 之間的可逆轉(zhuǎn)化，加速了氧氣氣泡的解吸，并抑制了碳腐蝕。
3）鋅空氣電池表現(xiàn)出每循環(huán) 100 mAh cm?2 的高充電/放電容量、0.67 V 的電壓間隙和 10 mA cm?2 下的 2400 小時的延長循環(huán)壽命。我們通過電極電位解耦監(jiān)測、氧氣氣泡解吸跟蹤和碳含量量化全面闡明了空氣陰極的催化反應熱力學和動力學。
參考文獻
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://doi.org/10.1038/s41467-024-54019-1
