Amino functionalized carbon nanotubes supported CoNi@CoO–NiO core/shell nanoparticles as highly efficient bifunctional catalyst for rechargeable Zn-air batteries

双功能 非阻塞I/O 过电位 双金属片 材料科学 双功能催化剂 析氧 催化作用 化学工程 纳米颗粒 碳纳米管 纳米技术 电化学 化学 电极 金属 冶金 有机化学 物理化学 工程类
作者
Hongzhou Pan,Yuwei Cao,Baoan Zhang,Jiaqi Han,Ya Mei Bai,Xiaonan Shang,Zhongqing Jiang,Xiaoning Tian,Zengjie Jiang
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:46 (1): 374-388 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2020.09.174
摘要

Oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) are the core reaction processes of rechargeable Zn-air battery (ZAB) cathode. Therefore, exploring a bifunctional catalyst with excellent electrochemical performance, high durability, and low cost is essential for rechargeable ZAB. In this work, amino functionalized carbon nanotubes supported core/shell nanoparticles composed of CoNi alloy core and CoO–NiO shell ([email protected]–NiO/NH2-CNTs-1) is synthesized through a simple and efficient hydrothermal reaction and calcination method, which shows higher ORR/OER bifunctional catalytic performance than the single metal-based catalyst, such as [email protected]/NH2-CNTs and [email protected]/NH2-CNTs. The fabricated bimetallic alloy based catalyst [email protected]–NiO/NH2-CNTs-3 with the optimized loading content of [email protected]–NiO core/shell nanoparticles, presents the best bifunctional catalytic performance for ORR/OER. Experimental studies reveal that [email protected]–NiO/NH2-CNTs-3 exhibits the onset potential of 0.956 V and 1.423 V vs. RHE for ORR and OER, respectively. It also exhibits a low overpotential of 377 mV to achieve a 10 mA cm−2 current density for OER, and positive half-wave potentials of 0.794 V for ORR. And the potential difference between half-wave potential of ORR (E1/2) and the potential at 10 mA cm−2 for OER (Ej10) is 0.813 V. In addition, when [email protected]–NiO/NH2-CNTs-3 is used as an air electrode catalyst of rechargeable ZAB, its maximum power density and open circuit voltage (OCV) can reach 128.7 mW cm−2 and 1.458 V (The commercially available catalyst of Pt/C–RuO2 is 88.1 mW cm−2), which strongly demonstrates that the fabricated catalyst [email protected]–NiO/NH2-CNTs-3 can be used as a highly efficient bifunctional catalyst for ZABs, and is expected to replace those expensive precious metal electrocatalysts to meet the growing demand for new energy devices.
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
yyy完成签到 ,获得积分10
7秒前
无辜的行云完成签到 ,获得积分0
8秒前
btcat完成签到,获得积分10
9秒前
扶我起来写论文完成签到 ,获得积分10
9秒前
忧虑的静柏完成签到 ,获得积分10
14秒前
oleskarabach发布了新的文献求助10
14秒前
cha236发布了新的文献求助10
17秒前
老冯完成签到 ,获得积分10
22秒前
26秒前
yaoyaoyao完成签到 ,获得积分10
35秒前
畅快枕头完成签到 ,获得积分10
38秒前
oleskarabach发布了新的文献求助10
39秒前
香锅不要辣完成签到 ,获得积分10
44秒前
老张完成签到 ,获得积分10
46秒前
hwen1998完成签到 ,获得积分10
47秒前
53秒前
逢场作戱__完成签到 ,获得积分10
53秒前
李海平完成签到 ,获得积分10
53秒前
爆米花应助hanabi采纳,获得10
54秒前
六月残雪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
陈鹿华完成签到 ,获得积分10
1分钟前
不怕考试的赵无敌完成签到 ,获得积分10
1分钟前
baibai发布了新的文献求助10
1分钟前
lapin完成签到,获得积分10
1分钟前
纯情的寻绿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
自然的含蕾完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
随心所欲完成签到 ,获得积分10
1分钟前
执着的草丛完成签到,获得积分10
1分钟前
oleskarabach完成签到,获得积分20
1分钟前
you完成签到,获得积分10
1分钟前
郑洋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
hdc12138完成签到,获得积分10
2分钟前
美好颜完成签到,获得积分20
2分钟前
NNUsusan完成签到,获得积分10
2分钟前
loga80完成签到,获得积分0
2分钟前
joeqin完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Animal Physiology 2000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3736714
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3280668
关于积分的说明 10020218
捐赠科研通 2997394
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1644527
邀请新用户注册赠送积分活动 782060
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 749656