为了满足未来行业对绿色能源的需求,需要开发具有优异耐久性的高效电催化剂,用于水分解和锌-空气电池。全北国立大学Joong Hee Lee、Do Hwan Kim等报道了锚定在3D N掺杂石墨烯空心微球上的Au@Co2N0.67纳米点电催化剂(Au@Co2N0.67/3D-NGr),能够用于高效稳定电催化HER和OER。Au@Co2N0.67/3D-NGr电催化剂具有优异的全分解水的潜力,当电池电压为1.58 V和1.79 V时,电流密度分别达到10 mA cm-2和50 mA cm-2。另外,使用Au@Co2N0.67/3D-NGr组装的 锌-空气电池表现出高性能:1.46V的开路电压、142.8 mW cm-2的大功率密度以及良好的可充电性和高循环寿命。DFT计算揭示了Au@Co2N0.67/3D-NGr优异的催化活性,Au@Co2N0.67/3D-NGr独特的核-壳结构中,内部Au的电负性远高于外部Co2N0.67的电负性,Au核作为“促进剂”进一步激活电催化活性,Co2N0.67通过界面相互作用调节其电子结构。Au@Co2N0.67的纳米尺寸分布(5 nm~8 nm)可以有效地增强活性位点的暴露,从而提高催化活性。另外,作为载体的3D-NGr具有开放结构、高的表面积和中空球形特性,这能够防止Au@Co2N0.67的聚集,并为电子和物质传输提供一条“高速公路”。Rational construction of Au@Co2N0.67 nanodots-interspersed 3D interconnected N-graphene hollow sphere network for efficient water splitting and Zn-Air battery. Nano Energy, 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106420