Influence of Hydrophilicity on the Performance of Bifunctional Cobalt-Based Catalysts in Zn–Air Batteries

双功能 钴 催化作用 锌 材料科学 化学工程 化学 冶金 有机化学 工程类
作者
Steffen Haller,Catarina de Chaby Ribeiro,Felix Reinauer,Sandeep Yadav,Lingmei Ni,Robert W. Stark,Jörg J. Schneider,Ulrike I. Kramm
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:7 (11): 4698-4709
标识
DOI:10.1021/acsaem.4c00153
摘要

Zinc–air batteries are promising for portable applications: they use earth-abundant elements, work at low cost, are lightweight, and are also safe in application. For the air-breathing side (cathode), bifunctional catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR, for discharging) and the oxygen evolution reaction (OER, for charging) are required and face their own challenges. Metal–nitrogen–carbon (MNC) catalysts and specific cobalt-based CoNCs show very good performance for both the ORR and the OER. However, their performance might be improved by optimizing the surface properties for a balanced interaction with water, as it is a reactant in one reaction but a product in the counterreaction. This work focused on the use of a CoNC catalyst in Zn–air batteries that is prepared by microwave pyrolysis. We systematically varied the surface properties of the catalyst with hydrogen peroxide treatments. Contact angle measurements and Raman spectroscopy were used to follow the impact on hydrophobicity and changes in the carbon morphology. By rotating disc electrode experiments, the optimal H2O2 treatment condition was identified. In a Zn–air battery cell, the performance changes in the initial polarization curve and the round-trip efficiency were evaluated for a period of in total 54 h. Electrode characterization of the catalysts prepared by mild and strong peroxide treatments indicates that the changes induced by cycling were very different but always resulted in the reconstruction of the catalyst. The results show that a treatment with hydrogen peroxide was effective to improve the bifunctional properties of the Co-based catalyst.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
胡玥燊发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
1秒前
quasar0315发布了新的文献求助10
1秒前
A2QD发布了新的文献求助10
1秒前
玄xuan发布了新的文献求助10
1秒前
李太宇发布了新的文献求助10
1秒前
zmang完成签到 ,获得积分10
2秒前
ML完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
梵蒂冈完成签到 ,获得积分10
3秒前
xx完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
充电宝的应助被大气的远望采纳,获得10
5秒前
科目三的应助被元元酱采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
w1xuan发布了新的文献求助10
5秒前
清脆半双发布了新的文献求助10
5秒前
香蕉觅云的应助被whoare采纳,获得10
5秒前
李知恩发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
优秀曲奇的应助被踏实采纳,获得30
7秒前
希望天下0贩的0的应助被qurio采纳,获得10
7秒前
板栗发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
李健的粉丝团团长的应助被hh采纳,获得10
8秒前
8秒前
qw完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
瞎银完成签到,获得积分20
10秒前
胡玥燊完成签到,获得积分20
10秒前
Cong完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
bj完成签到,获得积分10
11秒前
yang发布了新的文献求助10
11秒前
mimi发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Experimentelle und numerische Modellierung des dynamischen Trag- und Verformungsverhaltens von hochflexiblen Schutzsystemen gegen Steinschlag 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8149502
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9546756
关于积分的说明 21677547
捐赠科研通 7736635
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3424118
关于科研通互助平台的介绍 2549123
邀请新用户注册赠送积分活动 2467339