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【24h】

Fe-based species anchored on N-doped carbon nanotubes as a bifunctional electrocatalyst for acidic/neutral/alkaline Zn-air batteries

机译：基于Fe基物种锚定在N掺杂的碳纳米管上，作为酸性/中性/碱性Zn-Air电池的双官能电催化剂

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Exploring efficient and durable bifunctional catalysts in pH-universal media is critical for versatile fuel cells. Herein, Fe-based species anchored on N-doped carbon nanotubes (Fe/Fe3C@N-C) are used for bifunctional oxygen electrocatalysts. The composite electrocatalyst exhibits low potential gaps (Delta E, Delta E = E-j(=10) - E-1/2) in a pH-universal environment. The estimated values are about 0.70, 1.07,and 1.10 V in alkaline, neutral, and acidic medias. A neutral Zn-air battery (ZAB) is constructed using an Fe/Fe3C@N-C composite as the air electrode, which exhibits a favorable performance in energy storage with an open-circuit potential (OCP) of 1.42 V and a high power density of 80 mW cm(-2). The ZAB also has superior cycling stability with only a 0.5% decay after 1200 charge-discharge cycles at 2 mA cm(-2). While the assembled ZAB in acidic media indicates an OCP of 1.40 V, a power density of 23 mW cm(-2), and 612 discharge-charge cycles. The ZAB is rechargeable and has a cycling lifespan of 120 h. This work provides potential applications of Fe/Fe3C@N-C as air electrodes for advanced pH-universal media based on ZABs for future energy storage devices.
机译：探索pH通用介质中的高效和耐用的双官能催化剂对于多功能燃料电池至关重要。这里，锚定在N掺杂的碳纳米管（Fe / Fe 3C @ N-C）上的Fe基物质用于双官能氧电催化剂。复合电催化剂在pH通用环境中表现出低电位间隙（Delta E，Delta E = E-= 10）-1 / 2）。估计值约为0.70,1.07和1.10V，碱性，中性和酸性培养基。使用Fe / Fe3C @ NC复合材料作为空气电极构造中性Zn空气电池（ZAB），其在储能存储中具有良好的性能，具有1.42V的开路电位和高功率密度80 mw cm（-2）。 ZAB还具有优异的循环稳定性，在2mA cm（-2）的1200℃下的1200次充电放电循环后，仅0.5％衰减。酸性介质中组装的Zab表示1.40V的OCP，功率密度为23mW cm（-2）和612个放电电荷循环。 ZAB是可充电的，并且具有120小时的循环寿命。这项工作为Fe / Fe3C @ N-C的潜在应用为基于ZAB的高级PH-Universal媒体的空气电极，用于未来的能量存储设备。

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