吕建国/何庆刚/吕斌Appl. Catal. B.: 钴掺杂碱性磷酸铁作为长寿命和高功率密度可充电锌空气电池的双功能电催化剂

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吕建国/何庆刚/吕斌Appl. Catal. B.: 钴掺杂碱性磷酸铁作为长寿命和高功率密度可充电锌空气电池的双功能电催化剂
设计高效、循环稳定的空气阴极对于可充电锌-空气电池(ZABs)的发展至关重要。
浙江大学吕建国、何庆刚和吕斌等开发了一种通过新型水油两相水热法合成的微球型钴掺杂 Fe5(PO4)4(OH)3·H2O(Co-FPOH)的策略，并将该催化剂用作ZAB的ORR/OER双功能电催化剂。
吕建国/何庆刚/吕斌Appl. Catal. B.: 钴掺杂碱性磷酸铁作为长寿命和高功率密度可充电锌空气电池的双功能电催化剂
通过将Co掺杂到Fe5(PO4)4(OH)3·H2O(FPOH)中改变了局部电子分步，有效地提高了Co-FPOH的电催化性能。
在OER过程中，电流密度为10 mA cm-2时，Co-FPOH (290 mV)的过电位远远低于最先进的RuO2(350 mV)，Co-FPOH(69 mV dec-1)的Tafel斜率也低于RuO2(107 mV dec-1)和FPOH(175 mV dec-1)。另外，Co-FPOH的ORR催化反应接近4e -，几乎达到了Pt/C的理论值(n = 4.00)。
吕建国/何庆刚/吕斌Appl. Catal. B.: 钴掺杂碱性磷酸铁作为长寿命和高功率密度可充电锌空气电池的双功能电催化剂
以Co-FPOH作为空气电极组装的ZAB在5 mA cm-2下具有450小时的超长循环寿命、167.8  Wh cm-2的高峰值功率密度、约1.42 V的高开路电压和在10 mA cm-2下的817 mAh gZn-1大放电比容量。Co-FPOH作为高级ZAB的潜在双功能电催化剂，性能优于贵金属电催化剂。
Cobalt-Doped Basic Iron Phosphate as Bifunctional Electrocatalyst for Long-life and High-Power-Density Rechargeable Zinc-Air Batteries. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120712

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