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Progress on Bifunctional Carbon‐Based Electrocatalysts for Rechargeable Zinc–Air Batteries Based on Voltage Difference Performance

双功能 催化作用 材料科学 析氧 碳纤维 电化学 纳米技术 过电位 化学工程 电极 化学 复合数 冶金 有机化学 物理化学 复合材料 工程类
作者
Yijian Song,Weijie Li,Kai Zhang,Chao Han,Anqiang Pan
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (7) 被引量:44
标识
DOI:10.1002/aenm.202303352
摘要

Abstract Zinc–air batteries (ZABs) hold potential as clean, cost‐effective, and sustainable energy storage system for the next generation. However, the application of ZABs remains challenging because of their poor rechargeability and low efficiency . The design of efficient bifunctional catalysts toward oxygen reduction reaction (ORR) during discharging and the oxygen evolution reaction (OER) during charging is essential to developing rechargeable ZABs. Transition metal (TM)‐doped carbon (TM‐C) materials stand out from all the available bifunctional catalysts due to the excellent specific surface area, diverse morphological structures , and the multiple metal active sites formed after TM doping. This paper, therefore, focuses on the synthesis, electrochemical properties, and potential mechanism of TM‐C catalysts. To make a novelty and logical statement, the voltage difference (Δ E = E i = 10 − E 1/2 ) between the ORR/OER catalytic process is employed to categorize different TM‐C catalysts reported in recent years, which are divided into two groups: I (Δ E = 0.7 − 0.9 V) and II (Δ E = 0.5 − 0.7 V). The catalytic mechanisms of bifunctional catalysts are clarified. More ways and ideas for synthesizing high‐performance bifunctional TM‐C catalysts are also provided. Finally, the current problem and prospects of this group materials are presented.
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