陈忠伟等Nano Energy:自组装胶体MOF衍生的蛋黄壳微笼作为锌空电池的柔性空气正极

陈忠伟等Nano Energy:自组装胶体MOF衍生的蛋黄壳微笼作为锌空电池的柔性空气正极
合理设计具有良好氧双功能性和耐久性的金属有机框架(MOFs)衍生结构,用于开发柔性锌空气电池(ZABs)仍然是一项紧迫但具有挑战性的任务。
加拿大滑铁卢大学陈忠伟、吉林师范大学Ming Feng、Nan Li等人通过提出的自组装策略,在碳布(CC)上设计并制造了具有Co-Nx-C装饰(Co-Nx-YSC)的独特蛋黄壳微笼,并在组装到用负电荷预处理的碳基基材上之前,合成了具有可控形态和组成的阳离子改性胶体MOF。
陈忠伟等Nano Energy:自组装胶体MOF衍生的蛋黄壳微笼作为锌空电池的柔性空气正极
基于这种自组装策略,通过可控煅烧形成的ZIF-67/CC,在碳布表面制备了具有均匀分散Co-Nx-C活性中心的卵黄壳中空碳纳米管微胶囊,用于氧双功能电催化。
获得的具有优化双功能性的Co-Nx-YSC-600/CC显示出许多良好的氧电催化特性,包括独特的卵黄壳空心笼结构,优化了活性中心的空气可及性,并为反应物输送提供了丰富的通道,以及强大的三维碳纳米管网络,确保长周期的稳定性,并提供快速电荷转移。
结果表明,Co-Nx-YSC-600/CC具有优异的氧双功能性、良好的电化学稳定性(10  mA cm-2下高达400次循环)和优异的柔性,所制备的准固态柔性ZABs的峰值功率密度为55.3 mW cm-2
陈忠伟等Nano Energy:自组装胶体MOF衍生的蛋黄壳微笼作为锌空电池的柔性空气正极
图1 制备及表征
陈忠伟等Nano Energy:自组装胶体MOF衍生的蛋黄壳微笼作为锌空电池的柔性空气正极
图2 准固态柔性ZABs的性能
Self-assembly of Colloidal MOFs Derived Yolk-Shelled Microcages as Flexible Air Cathode for Rechargeable Zn-Air Batteries. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106314

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