本網(wǎng)訊 近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院杜岳博士及其團(tuán)隊(duì)在新能源與電催化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，研究成果以“In-situ alloying strategy constructed Fe3Co-N-C electrocatalysts with designed 1D/3D hierarchical networks for rechargeable zinc-air battery”為題發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊InfoMat（中科院一區(qū)TOP期刊，材料科學(xué)大類，材料化學(xué)小類期刊排名4/317，2024年影響因子21.7）。

二次鋅-空氣電池（RZABs）作為一種前景廣闊的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，近年受到了研究人員的廣泛關(guān)注。然而，在整個(gè)充放電循環(huán)過(guò)程中，空氣陰極上發(fā)生的氧還原反應(yīng)（ORR）和氧析出反應(yīng)（OER）的動(dòng)力學(xué)過(guò)程緩慢，這給研究帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)具有優(yōu)異性能和循環(huán)穩(wěn)定性的雙功能電催化劑至關(guān)重要。針對(duì)上述問(wèn)題，杜岳博士所在的先進(jìn)儲(chǔ)能與催化研究小組，通過(guò)高效的化學(xué)誘導(dǎo)自組裝策略構(gòu)建了一種新型配位聚合物前驅(qū)體，并原位生長(zhǎng)形成了1D/3D雙碳負(fù)載的鐵鈷氮碳化物（Fe₃Co-NC）。表征與理論計(jì)算結(jié)果揭示，FeN₂-CoN₃活性位點(diǎn)與1D/3D分級(jí)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同效應(yīng)顯著提升了該材料在堿性電解質(zhì)中的ORR/OER雙功能催化活性。其中，所制備的Fe₃Co-NC_-4表現(xiàn)出卓越的半波電位（0.88 V），并在10 mA cm^-2電流密度下實(shí)現(xiàn)了1.67 V的過(guò)電位。此外，所組裝的RZAB峰值功率密度達(dá)到182.4 mW cm^-2，且在400小時(shí)恒流充放電循環(huán)后仍能維持約1.1 V的輸出電壓。該研究為高性能雙功能電催化劑的低成本制備提供了一種新策略。

上述研究為研究團(tuán)隊(duì)近年來(lái)在二次鋅空、電催化領(lǐng)域累計(jì)創(chuàng)新成果。杜岳博士為該論文第一作者，周麗娜、劉易斯博士和溫州大學(xué)肖遙教授為共同通訊作者。該工作以湖北師范大學(xué)光電轉(zhuǎn)換材料與器件湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第一通訊單位，在上海理工大學(xué)竇世學(xué)院士、四川大學(xué)郭孝東教授的指導(dǎo)下，與溫州大學(xué)合作完成。

論文信息

Yue Du, Wenxue Chen, Zhixian Shi, Lina Zhou *, Song Pan, Xiaonan Xu, Yifeng Liu, Luqi Wang, Dongbin Xiong, Yisi Liu *, Xiaodong Guo, Shixue Dou, and Yao Xiao *. In-situ alloying strategy constructed Fe3Co-N-C electrocatalysts with designed 1D/3D hierarchical networks for rechargeable zinc-air battery, InfoMat, 2025, e70032. DOI:10.1002/inf2.70032

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/inf2.70032 

作者介紹

杜岳，博士，碩士生導(dǎo)師，湖北師范大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授。長(zhǎng)期從事合成化學(xué)與新能源材料領(lǐng)域的研究，包括多孔材料、電催化、鋅-空氣電池等。以通訊（一作）作者在 Angewandte Chemie International Edition、InfoMat、Carbon Energy、Matter、Journal of Materials Science & Technology、Chemical Engineering Journal、Nano Research等國(guó)際高水平期刊發(fā)表論文40余篇，其中 ESI 高被引論文3篇，熱點(diǎn)論文1篇。主持省部級(jí)科研項(xiàng)目3項(xiàng)，廳級(jí)2項(xiàng)，企業(yè)委托橫向開發(fā)項(xiàng)目2項(xiàng)。