Baterias Zn–Ar altamente reversíveis habilitadas por elétrons de valência ajustados e impedância estérica em sites atômicos de Fe–N4–C

O eletrocatalisador bifuncional de oxigênio é o calcanhar de Aquiles para alcançar baterias Zn–ar (ZABs) robustas e reversíveis. Neste trabalho, a eletrocatálise bifuncional de oxigênio durável em meio alcalino é realizada em sites atômicos de Fe–N4–C reforçados por NixCo3–xO4 (NixCo3–xO4@Fe1/NC). Comparado ao Fe1/NC puro, a estabilidade da reação de evolução de oxigênio (OER) é aumentada em 10 vezes e o desempenho da reação de redução de oxigênio (ORR) também é melhorado. A impedância estérica altera o elétron de valência nos sites Fe–N4–C, resultando em uma ligação Fe–N mais curta e maior estabilidade dos sites Fe–N4–C. As ZABs correspondentes em estado sólido exibem uma vida útil ultralonga (>460 h a 5 mA cm–2) e alto desempenho em taxa (de 2 a 50 mA cm–2). Além disso, a evolução estrutural de NixCo3–xO4@Fe1/NC antes e depois da OER e ORR, assim como no ciclo de carga e descarga, é explorada. Este trabalho desenvolve uma estratégia eficiente para melhorar a eletrocatalise bifuncional de oxigênio e possivelmente outros processos.