先丰石墨烯制备高效电催化剂在金属空气电池中实现应用

2017年12月出版的国际顶尖期刊Advanced Materials（影响因子19.791）以题为Boosting Bifunctional Oxygen Electrocatalysis with 3D Graphene Aerogel-Supported Ni/MnO Particles报道了唐亚文教授课题组在金属空气电池电催化剂研究方面取得重要的研究进展。

锌空气电池具有能量密度高、成本低、安全可靠以及绿色无污染等特点，是理想的电动汽车动力电池体系。寻找高效、成本低的双功能电催化剂是提高锌空气电池空气阴极反应效率的关键。

唐亚文课题组使用新颖的PVA-GO水凝胶策略首次构建了3D石墨烯气凝胶支撑的Ni/MnO双功能电催化剂。电化学研究表明Ni粒子对于析氧反应（OER）的活性起主导作用，其性能超过了RuO2；而过渡金属氧化物MnO对于氧化还原（ORR）的活性起主导作用，其活性接近于商业化Pt/C催化剂。将两者复合在一起展现出了高性能的ORR和OER双功能活性。3D多孔石墨烯气凝胶具有以下几个优点：1、优异的导电性能；2、丰富的传质通道；3、空间限域效应抑制了过渡金属颗粒在电池运行过程中的溶解、迁移、聚集及Ostwald熟化等问题。与昂贵的Pt/C+RuO2空气阴极相比，Ni–MnO/rGO aerogels在锌空电池中表现出更高的能量密度（123 mW cm?2）、比容量（758 mA h gZn?1）以及优异的循环稳定性。

Ni–MnO/rGO 气凝胶在氧化还原和析氧反应中的活性示意图

文章中用到的石墨烯来自先丰纳米，再一次证明了国际顶级期刊对公司产品质量的认可，同时也对石墨烯的应用提供了新的方法和思路。

南京先丰纳米材料科技有限公司信息部

2017年12月