质子交换膜燃料电池和锌-空气电池由于具有零排放、可持续燃料来源和高能效的特点,已成为未来最有前途的可持续能源技术之一。而它们的制造成本主要来自于使用贵金属铂催化剂,占总成本的55%以上。因此,开发不含铂族金属(PGM)的高效ORR催化剂是至关重要的。
我们提出了一种包封-配体交换方法,将Fe和Mn引入ZIF-8中,成功构建了多孔双金属FeMn(mIm)-N-C催化剂。利用双金属之间的协同作用和大的比表面积,得到的FeMn(mIm)-N-C催化剂在酸性和碱性电解质下都具有出色的ORR活性和耐久性。此外,利用该催化剂作为阴极组装的锌-空气电池和质子交换膜燃料电池也都表现出优异的性能。这项工作为制备高效且稳定的M-N-C双过渡金属ORR催化剂提供了一种简便的方法。
该部分工作以Noble-Metal-Free FeMn-N-C catalyst for efficient oxygen reduction reaction in both alkaline and acidic media为题发表在Journal of Colloid and Interface Science(https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.03.206),文章第一作者2020级硕士研究生赵帅丽,通讯作者王孝广教授和马自在讲师。