Perowskit/Carbon-Verbundstoffe: Anwendungen in der Sauerstoffelektrokatalyse

Die Sauerstoffelektrokatalyse, d.h. die Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR) und die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER), spielt eine äußerst wichtige Rolle in auf Sauerstoff basierenden Technologien für erneuerbare Energien wie wiederaufladbare Metall-Luft-Batterien, regenerative Brennstoffzellen und Wasserstoffspaltung. Perowskit-Oxide haben in letzter Zeit zunehmend Interesse geweckt und versprechen viel als effiziente ORR- und OER-Katalysatoren, um edelmetallbasierte Katalysatoren zu ersetzen, aufgrund ihrer hohen intrinsischen katalytischen Aktivität, der vielfältigen Sorten, der niedrigen Kosten und der reichen Ressourcen. Die Einführung von Perowskit-Carbon-Oberflächen durch die Bildung von Perowskit/Carbon-Verbundstoffen könnte einen synergistischen Effekt zwischen den beiden Phasen mit sich bringen und somit der Sauerstoffelektrokatalyse zugutekommen. Diese Übersicht bietet einen umfassenden Überblick über aktuelle Fortschritte in Perowskit/Carbon-Verbundstoffen für die Sauerstoffelektrokatalyse in alkalischen Medien mit dem Ziel, Einblicke in die Schlüsselfaktoren zu geben, die die ORR/OER-Leistung der Verbundstoffe beeinflussen, einschließlich der physikalischen/chemischen Eigenschaften und Morphologien der Perowskite, der vielfältigen Rollen von Carbon, der synthetischen Methode und des synergistischen Effekts. Ein besonderes Augenmerk liegt auf dem Ursprung des synergistischen Effekts, der mit der Grenzflächeninteraktion zwischen den Perowskit- und Carbonphasen für eine verbesserte ORR/OER-Leistung verbunden ist. Schließlich werden die bestehenden Herausforderungen und die zukünftigen Richtungen für die Synthese und Entwicklung effizienterer Sauerstoffkatalysatoren auf Basis von Perowskit/Carbon-Verbundstoffen vorgeschlagen.