公司王舜教授/陈亦皇教授在国际著名期刊Advanced Materials发表学术论文

    可充电锌空气电池（ZABs）因其能量密度高（1084 Wh kg^-1）、成本低、环境和谐和安全性优越而被普遍认为是下一代能源存储和转换系统之一。目前，虽然通过令人印象深刻的材料设计（如掺杂、界面工程、晶体缺陷调控）开发双功能电催化剂以促进空气阴极中迟缓的氧还原和氧析出反应（ORR/OER）仍是研究重点，但其性能的提高已逐渐接近瓶颈阶段。鉴于此，本篇文章通过聚合物辅助策略制备了一种外场响应型光热电催化剂，该催化剂含有与N-KB均匀稳定复合的三元 Ni_0.5Mn_0.5Fe₂O₄ 纳米粒子（NPs）（记为 Ni_0.5Mn_0.5Fe₂O₄ /N-KB），可显著提高实用 ZAB 的综合性能。在外部光的辅助下，该催化剂的电催化性能得到了显著提升。这项研究为利用外场响应型电催化剂实现先进可再生能源转换和存储设备的动力学促进作用展示了创新的前景。

图一 Ni_0.5Mn_0.5Fe₂O₄/N-KB纳米粒子的合成以及光热辅助ZAB 示意图

这项研究强调了外场响应式三元电催化剂的实现和机理。具体而言，通过聚合物辅助方法制备了稳定的 Ni_0.5Mn_0.5Fe₂O₄/N-KB (图一)，表现出令人信服的光热效应，可实现工作电极的瞬间和局部加热，从而避免了以往无法避免的不良副反应和能量浪费。通过光热效应，电催化活性得到提高，ΔE 仅有0.618 V。令人鼓舞的是，Ni_0.5Mn_0.5Fe₂O₄/N-KB 的可充电液相 ZABs的峰值功率密度高达 319 mW cm^-2，并能在10-100 mA cm^-2电流密度下可稳定循环。此外，光热促进的柔性 ZAB在不同的工作条件下(尤其是变形和低温条件下)都能提供全面的优异性能。DFT 和原位拉曼研究进一步揭示了潜在机理。总之，这项研究中外场促进电催化的深刻见解为设计和利用各种领域的高性能催化剂开辟了一条诱人的途径。

该成果以“External Field-Responsive Ternary Non-Noble Metal Oxygen Electrocatalyst for Rechargeable Zinc-Air Batteries”为题发表在Advanced Materials期刊（IF=29.4，SCI一区）上。BETVlCTOR手机登录为第一通讯单位，BETVlCTOR手机登录研究生顾凡、郭文改为共同第一作者，加拿大滑铁卢大学陈忠伟院士、公司潘霜副教授、陈亦皇教授和王舜教授为共同通讯作者。该工作受到中国自然科学基金（No. 52331009、62104170和22109120）、浙江省自然科学基金（LY23F040001和LQ21B030002）的资助。

【文章链接】

https://doi.org/10.1002/adma.202313096