Main-group element-boosted oxygen electrocatalysis of Cu-N-C sites for zinc-air battery with cycling over 5000 h
Notice bibliographique
Résumé
Developing highly active and durable air cathode catalysts is crucial yet challenging for rechargeable zinc-air batteries. Herein, a size-adjustable, flexible, and self-standing carbon membrane catalyst encapsulating adjacent Cu/Na dual-atom sites is prepared using a solution blow spinning technique combined with a pyrolysis strategy. The intrinsic activity of the Cu-N4 site is boosted by the neighboring Na-containing functional group, which enhances O2 adsorption and optimizes the rate-determining step of O2 activation (*O2 → *OOH) during the oxygen reduction reaction process. Meanwhile, the Cu-N4 sites are encapsulated within carbon nanofibers and anchored by the carbon matrix to form a C2-Cu-N4 configuration, thereby reinforcing the stability of the Cu centers. Moreover, the introduction of Na-containing functional groups on the carbon atoms significantly reduces the positive charge on their outer shell C atoms, rendering the carbon skeletons less susceptible to corrosion by oxygen species and further preventing the dissolution of Cu centers. Under these multi-type regulations, the zinc-air battery with Cu/Na-carbon membrane catalyst as the air cathode demonstrates long-term discharge/charge cycle stability of over 5000 h. This considerable stability improvement represents a critical step towards developing Cu-N4 active sites modified with the neighboring main-group metal-containing functional groups to overcome the durability barriers of zinc-air batteries for future practical applications. Balancing the activity and stability of oxygen electrocatalysts is challenging but crucial for rechargeable zinc-air batteries. Here, the authors report a highly active Cu-N-C catalyst boosted by the main-group element for zinc-air battery with a long cycle stability over 5000 h.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».