Campo piezoeléctrico inducido por fluidos que mejora las baterías Zn–aire asistidas por foto basadas en un cátodo microhelical Fe@P(V‐T)

Las baterías Zn-aire asistidas por foto pueden acelerar la cinética de las reacciones de reducción de oxígeno y evolución de oxígeno (ORR/OER); sin embargo, existen desafíos como la rápida recombinación de portadores de carga y la evaporación continua del electrolito. En este trabajo, por primera vez, se introduce la catálisis piezoeléctrica en una batería Zn-aire asistida por foto para mejorar la capacidad de separación de portadores y acelerar la cinética OFR/OER del cátodo fotoeléctrico. El catalizador microhelical diseñado explota vibraciones armónicas simples para regenerar continuamente el campo eléctrico incorporado. Específicamente, en presencia de la energía cinética de baja frecuencia que ocurre durante el flujo de agua, el catalizador de acoplamiento piezoeléctrico-fotocatalítico de poli(vinilideno fluoruro-co-trifluoroetileno)@óxido férrico (Fe@P(V-T)) se deforma periódicamente, generando una reconfiguración constante del campo eléctrico incorporado que separa continuamente electrones y huecos fotogenerados. Además, al exponerse a microvibraciones, la brecha entre los potenciales de carga y descarga de la batería Zn-aire asistida por foto basada en Fe@P(V-T) se reduce en 1.7 veces en comparación con la que no tiene asistencia piezoeléctrica, lo que indica que la catálisis piezoeléctrica es altamente efectiva para mejorar la eficiencia fotocatalítica. Este estudio proporciona una comprensión profunda del acoplamiento de la polarización piezoeléctrica y la estrategia asistida por foto en el campo del almacenamiento de energía y abre una nueva perspectiva para la investigación de baterías Zn-aire asistidas por acoplamiento de múltiples campos.