近日，bevictor伟德官网研究團隊在《應用催化B-環境》發表滿足可充放電鋅-空氣電池需要的雙效催化劑的高水平論文。

可充放鋅空電池在放電時，陰極發生氧還原反應（ORR），而在充電過程中發生氧析出反應（OER），因此可充放電池對陰極催化劑的要求更加苛刻，要求催化劑同時具有氧還原和氧析出的雙效功能。傳統的貴金屬催化劑如Pt和Ir催化性能單一，不能同時兼具ORR和OER的雙功能性，而且價格十分昂貴，阻礙了可充放鋅空電池中的商業化應用。

針對上述問題，bevictor伟德官网李光研究員團隊采用同軸靜電紡的方法，将钴（Co），氮（N）和硫（S）引入到多孔中空碳納米纖維中（HPCNF），經過熱處理之後，成功制備了含有Co₉S₈納米顆粒、N和S共摻雜的中空碳納米纖維（Co₉S₈-NSHPCNF）（圖1）。

圖1催化劑形貌和元素分析

圖2 基于Co₉S₈-NSHPCNF的鋅空氣電池性能

由于Co₉S₈納米粒子與HPCNF之間的協同作用，較高的比表面積、多孔和中空結構、N和S的摻雜以及良好的導電性，制備出來的Co₉S₈-NSHPCNF對ORR和OER同時表現出優良的催化性能和耐久性。以Co₉S₈-NSHPCNF為空氣陰極組裝的鋅空氣電池放電峰值功率密度(113 mW cm^-2)高于Pt/C (80 mW cm^-2)，循環穩定性優良（圖2）。

相關研究成果以題為“Co₉S₈ nanoparticles embedded in multiple doped and electrospun hollow carbonnanofbers as bifunctional oxygen electrocatalysts for rechargeable zinc-air battery”發表在期刊《Applied Catalysis B:  Environmental》（影響因子14.229）上，該論文第一作者為材料學院博士生彭威。該研究成果得到了中國石化股份有限公司資助。

論文鍊接：https://www.sciencedirect.com/search/advanced?qs=Co9S8&pub=Applied%20Catalysis%20B%3A%20Environmental&cid=271347