Un electrocatalizador basado en nanoaleación ternaria Ni46Co40Fe14 para baterías recargables de zinc-aire altamente eficientes

Resumen Reemplazar los electrocatalizadores de reacción de reducción de oxígeno (ORR) y reacción de evolución de oxígeno (OER) basados en metales nobles es clave para desarrollar baterías de Zn-aire (ZAB). Aquí, se reporta una nanoaleación ternaria homogénea Ni 46 Co 40 Fe 14 con una distribución de tamaño de 30-60 nm dispersa en una matriz de carbono (denominada C@NCF-900) como un electrocatalizador bifuncional altamente eficiente producido a través de una reacción supercrítica y posterior tratamiento térmico a 900 °C. Entre todos los electrocatalizadores basados en metales de transición, el C@NCF-900 exhibe el mejor rendimiento de ORR en términos de potencial de media onda (0.93 V) en 0.1 m KOH. Además, el C@NCF-900 muestra una decadencia de actividad negligente después de 10,000 ciclos de voltaje con una reducción menor (0.006 V). En ZABs, C@NCF-900 supera la mezcla de Pt/C 20 wt% e IrO 2, ciclo sobre 100 h bajo condiciones de 58% de profundidad de descarga. Además, los cálculos de teoría de funcionales de densidad (DFT) y espectroscopia de absorción de rayos X in situ respaldan fuertemente los sitios activos y la reacción selectiva de sitios como un posible mecanismo de ORR/OER de C@NCF-900.