Key points are not available for this paper at this time.
الملخص تعتبر بطاريات الزنك-الهواء القابلة لإعادة الشحن وعالية الأداء والتي تتمتع بثبات طويل الأمد مرغوبة لتطبيقات الطاقة في المركبات الكهربائية. العنصر الأساسي في بطاريات الزنك-الهواء هو المحفز الكهربائي ثنائي الوظيفة للأكسجين، ومع ذلك، فإن تصميم محفز كهربائي ثنائي الوظيفة للأكسجين مع قابلية عالية للعكس المتأصلة والمتانة يمثل تحديًا. من خلال حسابات نظرية الكثافة الوظيفية، وُجد أن النشاط التحفيزي ناتج عن التأثير التآزري للهياكل التناسقية الإلكترونية والهندسية لمواقع الحديد والكوبالت المزدوجة مع بيئة تنسيق معدنية-N4، مما يساعد على ازدواجية أقوى للأوربيتال الإلكترونية بين الكوبالت (dxz، dz2) وOO* (px، pz)، وبالتالي يجعل قدرة الكوبالت النشطة على الأكسجين O2 أقوى. تمكنت هذه الاكتشافات من تطوير محفز مزدوج يتكون من ذرات فردية مجاورة لمواقع FeN4 وCoN4 على مصفوفة كربون مشوبة بالنيتروجين (FeCo-NC). تعرض FeCo-NC أنشطة ثنائية الوظيفة استثنائية لتفاعل اختزال وتطور الأكسجين (ORR/OER)، مما يظهر جهد نصف الموجة العالي (0.893 فولت) لـORR، وفائض جهد منخفض (343 مللي فولت) عند 10 مللي أمبير سم−2 لـOER. تعمل القطب الكهربائي الجوي المجمعة FeCo-NC بشكل جيد في بطارية الزنك-الهواء ذات الحالة الصلبة القابلة للمرونة بسعة محددة عالية قدرها 747.0 مللي أمبير ساعة جرام−1، واستقرار طويل الأمد لأكثر من 400 ساعة (30 درجة مئوية)، وأيضًا أداء متفوق في درجات الحرارة القصوى (−30 درجة مئوية–60 درجة مئوية).
Gu et al. (الأربعاء) درسوا هذا السؤال.