研究目的
可充电锌空气电池中高效耐用电催化剂的理性设计：用于氧还原反应（ORR）与氧析出反应（OER）的双功能催化剂。
研究成果
掺镁钙钛矿LaNi0.85Mg0.15O3纳米纤维相比原始LaNiO3对氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)展现出更优异的双功能催化活性，在锌空气电池中具有809.9 mAh g-1的高比容量及超过110小时的出色循环稳定性。密度泛函理论(DFT)计算证实LNMO表面增强的氧结合能力有助于提升OER活性。该催化剂有望用于高效耐用的可充电锌空气电池。
研究不足
该研究聚焦于碱性条件（0.1M KOH），可能不适用于其他电解质。未讨论电纺丝和煅烧工艺在大规模生产中的可扩展性与成本问题。稳定性测试仅持续110小时，实际条件下的长期降解情况尚未充分探究。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用电纺丝结合煅烧法合成了镁掺杂钙钛矿LaNiO3纳米纤维（LNMO NFs）和原始LaNiO3纳米纤维（LNO NFs），并运用密度泛函理论（DFT）计算解析催化机制。
2：样品选择与数据来源：
样品通过特定前驱体（如La(NO3)3·6H2O、Ni(Ac)2·4H2O、Mg(NO3)3·6H2O、PVP、DMF）合成，电化学测试在0.1M KOH电解液中进行。
3：2O、Ni(Ac)2·4H2O、Mg(NO3)3·6H2O、PVP、DMF）合成，电化学测试在1M KOH电解液中进行。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括PANalytical X'Pert X射线衍射仪（XRD）、Tecnai G2 F20透射电镜（TEM）、SU8020场发射扫描电镜（FESEM）、Quantachrome ASIQCOR100-3氮吸附分析仪、加拿大光源同步辐射站软X射线吸收谱（STXM）、旋转圆盘电极（RDE）装置及VASP DFT计算软件。材料包含玻碳电极、Nafion溶液、Super P碳、Pt/C和RuO2催化剂、锌箔、泡沫镍及聚丙烯/聚乙烯隔膜。
4：实验流程与操作步骤：
合成过程包括前驱体DMF溶解、PVP添加、参数设定电纺丝（流速0.2 mL h-1，电压20 kV）、80°C干燥及700°C煅烧。表征手段涵盖XRD、SEM、TEM、XPS、氮吸附及STXM。电化学测试涉及催化剂墨水制备、电极滴涂及三电极体系ORR/OER性能测量，组装锌空气电池测试放电与循环性能。
5：2 mL h-1，电压20 kV）、80°C干燥及700°C煅烧。表征手段涵盖XRD、SEM、TEM、XPS、氮吸附及STXM。电化学测试涉及催化剂墨水制备、电极滴涂及三电极体系ORR/OER性能测量，组装锌空气电池测试放电与循环性能。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：采用aXis2000处理STXM数据，电化学数据经iR校正；DFT计算使用BEEF-vdW泛函与DFT+U方法。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
PANalytical X'Pert powder diffractometer
X'Pert
PANalytical
Characterize powder X-ray diffraction (XRD) analysis
暂无现货
预约到货通知
-
Transmission electron microscopy
Tecnai G2 F20
FEI
Characterize morphology and microstructure
立即获取同款设备
-
Field-emission scanning electron microscopy
SU8020
Hitachi
Characterize morphology and size
暂无现货
预约到货通知
-
Nitrogen sorption analyzer
Quantachrome ASIQC0R100-3
Quantachrome
Measure nitrogen sorption isotherms at 77 K
暂无现货
预约到货通知
-
Scanning transmission X-ray microscope
STXM
Canadian Light Source
Obtain X-ray absorption near-edge spectra (XANES)
暂无现货
预约到货通知
-
Vienna ab initio simulation package
VASP
Perform density functional theory (DFT) calculations
暂无现货
预约到货通知
-
Rotating disk electrode
RDE
Measure electrochemical performance for ORR and OER
暂无现货
预约到货通知
-
Rotating ring-disk electrode
RRDE
Quantify ORR kinetic properties
暂无现货
预约到货通知
-
Glassy-carbon electrode
GC
Serve as the working electrode for electrochemical measurements
暂无现货
预约到货通知
-
Nafion solution
Used in catalyst ink preparation for binding
暂无现货
预约到货通知
-
Super P
Conductive carbon additive in catalyst inks
暂无现货
预约到货通知
-
Pt/C catalyst
Commercial catalyst used for comparison in ORR tests
暂无现货
预约到货通知
-
RuO2 catalyst
Commercial catalyst used for comparison in OER tests
暂无现货
预约到货通知
-
Zinc foil
Used as the anode in zinc-air batteries
暂无现货
预约到货通知
-
Nickel foam
Used as the substrate for the air cathode in zinc-air batteries
暂无现货
预约到货通知
-
Polypropylene/polyethylene membrane
PP/PE
Separator in zinc-air batteries
暂无现货
预约到货通知
-
登录查看剩余14件设备及参数对照表
查看全部
