In-situ self-templating construction of FeNi/N co-doped 3D porous carbon from bimetallic ions-coordinated porous organic polymer for rechargeable zinc-air batteries

双金属片 材料科学 多孔性 化学工程 聚合物 电催化剂 碳纤维 双功能 电化学 热解 催化作用 无机化学 高分子化学 化学 电极 有机化学 复合材料 冶金 物理化学 复合数 工程类
作者
Qi Xiong,Jiahui Zheng,Bei Liu,Yijiang Liu,Huaming Li,Mei Yang
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:321: 122067-122067 被引量:49
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2022.122067
摘要

Herein, an in-situ self-templating approach is applied to construct FeNi/N co-doped 3D porous carbon from bimetallic (Fe/Ni) ions-coordinated porous organic polymer (denoted as OPOP-FeNi). The OPOP-FeNi precursor is synthesized by polycondensation of sodium benzene-1,3,5-tris(olate) with cyanuric chloride followed by coordination with Fe3+/Ni2+, in which the in-situ generated NaCl can serve as template for the construction of 3D-interconnected hierarchical porous architecture during the pyrolysis process. The as-constructed FeNi/N-C-800 can offer high electrocatalytic activities toward ORR/OER with a high half-wave potential of 0.845 V (vs. RHE) in ORR and a low potential of 1.600 V (vs. RHE) at 10 mA cm−2 in OER. The outstanding ORR/OER activities render FeNi/N-C-800-based rechargeable zinc-air battery (RZAB) with long cycling life (1500 cycles/1000 h at 5.0 mA cm−2), much more stable than previous reports on RZABs. Moreover, DFT calculations and poisoning experiments have been conducted to unveil the outstanding bifunctional activity of FeNi/N-C-800 electrocatalyst.
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