水系鋅空氣電池具有高理論能量密度、高安全性和低成本等優(yōu)勢，在柔性和可穿戴電子設(shè)備等領(lǐng)域具有潛在商用價(jià)值。鋅空氣電池正極氧還原反應(yīng)（ORR）遲滯的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)導(dǎo)致電池放電過程產(chǎn)生較大的過電位，嚴(yán)重影響了電池的實(shí)際能量密度。Fe-NxC單原子催化劑（SAC）既可以最大程度上提高Fe-Nx活性位點(diǎn)的比例，又可以提高對特定反應(yīng)途徑（如四電子ORR）的選擇性。但金屬原子在高溫下燒結(jié)極易發(fā)生遷移和團(tuán)聚，形成金屬團(tuán)簇或金屬納米顆粒。此外，碳載體有限或單一的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)一步限制了三相界面?zhèn)髻|(zhì)擴(kuò)散速率和Fe-Nx活性位點(diǎn)的充分利用。納米纖維素氣凝膠是一種結(jié)合了傳統(tǒng)氣凝膠及纖維素本身優(yōu)良性能的新型材料，具有綠色環(huán)保可持續(xù)、高孔隙率、大比表面積、低密度等優(yōu)良特性，可以作為Fe-NxC SAC的優(yōu)良載體。然而，如何精確引入金屬原子并優(yōu)化其在氣凝膠的空間分布和配位環(huán)境仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。
圖7. Fe-SA@PNC組裝的鋅-空氣電池性能表征。
文章鏈接：Chemical vapor deposition strategy for inserting atomic FeN4 sites into 3D porous honeycomb carbon aerogels as oxygen reduction reaction catalysts in high-performance Zn-air batteries.
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142719
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