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天大韩晓鹏Angew:空气电极助力高效ZABs和热电效应增强氧电催化
来源: 时间:2023-04-11 14:11:16 浏览:2007次

第一作者:Xuerong Zheng和Yanhui Cao

通讯作者:韩晓鹏研究员

通讯单位:天津大学

DOI: 10.1002/ange.202302689



研究背景

可充电锌-空气电池(ZABs)具有高能量密度、安全性高和低成本等优点,被作为下一代电化学储能器件的候选者。然而,大的充/放电过电位和低的往返能量效率限制了其实际应用。基于此,天津大学韩晓鹏研究员等人报道了一种高效ZABs的设计以及热电效应增强氧气的电催化作用,为利用废热提高ZABs的能效提供了一条有效途径。



文章要点

1、本文分别以P型Ca3Co4O9和N型CaMnO3作为充放电热电催化剂,设计出一种呼吸式空气电极配置。由Ca3Co4O9和CaMnO3热电效应产生的塞贝克电压(Seebeck voltages)协同作用补偿了充/放电过电位。Ca3Co4O9和CaMnO3在表面上的载流子迁移和积累优化了金属位点的电子结构,从而增强了它们的固有催化活性。

2、当温度梯度为200 ℃时,充/放电电位分别提高了101 mV和90 mV。呼吸空气式ZABs表现出68.1%的显著能量效率,稳定性良好。



图文展示

图1.呼吸式ZABs的结构设计示意图

图2.热电催化剂的表征

图3.空气电极的电化学性能

 

图4.理论计算

图5. 呼吸式ZABs的电池性能

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全部 3小时前 四川
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