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成果简介
可充电的锌空气电池（zabs）的商业化在很大程度上依赖于能够促进氧还原反应（orr）和氧进化反应（oer）的具有成本效益和高度耐久性的双功能电催化剂的发展。过渡金属磷化物基碳（tmps/c）复合材料最近被认为是高效的双功能催化剂，然而成功构建tmps/c仍然是一个艰巨的挑战。本文，苏州大学孙涛、张龙教授、**明教授团队等在《acs appl. energy mater》期刊发表名为“carbon-layer-protected cop/carbon nanosheets as highly d**able bifunctional electrocatalysts for rechargeable zinc–air batteries”的**，研究报告了一种碳点（cds）辅助的方法来有效地制造具有精细微结构的cop/c纳米复合材料，作为一种高活性和持久的双功能电催化剂，用于orr和oer。
cd作为一个稳定的平台来吸附和固定co前体，在热解过程中阻碍了cop小颗粒的凝聚，最终确保了精细tmps/c微结构的形成，其中碳包覆的致密cop颗粒均匀地分布在碳纳米片上（cop@c/cnss）。使用cop@c/cnss作为电极电催化剂组装的zab表现出优异的性能，具有180.1 mw cm-2的高功率密度，相对较高的比容量（916 ma h g-1），以及在10 ma cm-2下超过80小时的长循环寿命。预计具有这种配置的催化剂将为清洁能源的生产和储存提供一个实用的解决方案。
图文导读
图1. (a) 使用cd合成cop@c/cns的示意图。(b) sem, (c) tem, (d) hrtem, and (e-h) stem图像，选定区域的eds元素映射图像，cop@c/cns中的c, p, 和co。
图2. (a) cop@c/cns的xrd图案和(b) 拉曼光谱。cop@c/cns的（c）c 1s、（d）p 2p和（e）co 2p的去卷积xps光谱
图3：（a）cop@c/cnss、cop/cns、p-n-c和pt/c的orr极化曲线和（b）相应的tafel图。（c）极化的p-n-c、cop@c/cns、cop/cns和iro2的oer极化曲线和相应的tafel图（d）。(e) 在cop@c/cnss和cop/cnss电催化剂上进行5000次cv循环之前和之后的orr和（f）oer极化曲线。
图4. (a) zab的结构示意图。(b) cop@c/cnss和pt/c + iro2的开路图（插图：用cop@c/cns作为空气阴极连接的两个zab驱动灯泡的光学图像）。(c) 初级zabs的偏振和功率密度曲线。(d) zabs的比容量，它被归纳为利用cop@c/cns和pt/c + iro2作为催化剂的完全消耗的锌的质量。(d) 基于cop@c/cnss和基于pt/c+iro2的zab的充电/放电循环性能，每个循环在10 ma cm-2下持续20分钟。
小结
综上所述，我们成功地合成了一种高度稳定的tmps/c电催化剂，用于碱性介质中的高效orr/oer。这种催化剂由高密度、均匀分散的cop nps组成，被分散在cnss上的超薄c层包裹。c涂层有效地保护了cop np的活性位点不被侵蚀和氧化。cop@c/cnss组装的zab表现出惊人的双功能和稳定性。这种电催化剂有望被用于各种能源转换装置中。
文献：
https://doi.org/10.1021/acsaem.3c01365
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cd作为一个稳定的平台来吸附和固定co前体，在热解过程中阻碍了cop小颗粒的凝聚，最终确保了精细tmps/c微结构的形成，其中碳包覆的致密cop颗粒均匀地分布在碳纳米片上（cop@c/cnss）。使用cop@c/cnss作为电极电催化剂组装的zab表现出优异的性能，具有180.1 mw cm-2的高功率密度，相对较高的比容量（916 ma h g-1），以及在10 ma cm-2下超过80小时的长循环寿命。预计具有这种配置的催化剂将为清洁能源的生产和储存提供一个实用的解决方案。
图文导读
图1. (a) 使用cd合成cop@c/cns的示意图。(b) sem, (c) tem, (d) hrtem, and (e-h) stem图像，选定区域的eds元素映射图像，cop@c/cns中的c, p, 和co。
图2. (a) cop@c/cns的xrd图案和(b) 拉曼光谱。cop@c/cns的（c）c 1s、（d）p 2p和（e）co 2p的去卷积xps光谱
图3：（a）cop@c/cnss、cop/cns、p-n-c和pt/c的orr极化曲线和（b）相应的tafel图。（c）极化的p-n-c、cop@c/cns、cop/cns和iro2的oer极化曲线和相应的tafel图（d）。(e) 在cop@c/cnss和cop/cnss电催化剂上进行5000次cv循环之前和之后的orr和（f）oer极化曲线。
图4. (a) zab的结构示意图。(b) cop@c/cnss和pt/c + iro2的开路图（插图：用cop@c/cns作为空气阴极连接的两个zab驱动灯泡的光学图像）。(c) 初级zabs的偏振和功率密度曲线。(d) zabs的比容量，它被归纳为利用cop@c/cns和pt/c + iro2作为催化剂的完全消耗的锌的质量。(d) 基于cop@c/cnss和基于pt/c+iro2的zab的充电/放电循环性能，每个循环在10 ma cm-2下持续20分钟。
小结
综上所述，我们成功地合成了一种高度稳定的tmps/c电催化剂，用于碱性介质中的高效orr/oer。这种催化剂由高密度、均匀分散的cop nps组成，被分散在cnss上的超薄c层包裹。c涂层有效地保护了cop np的活性位点不被侵蚀和氧化。cop@c/cnss组装的zab表现出惊人的双功能和稳定性。这种电催化剂有望被用于各种能源转换装置中。
文献：
https://doi.org/10.1021/acsaem.3c01365
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