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硒化钴CoSe2的相变可有效调节其固有的电催化活性但提高CoSe2的电导率和催化活性/稳定性还是一个挑战。异质结构工程可优化界面性能促进CoSe2基催化剂上氧电催化的动力学。
基于此黑龙江大学邹金龙教授等人报道了通过相/界面同步工程策略设计了一种由CoSe2和氮化钴CoN组成的异质结构嵌入中空碳笼c-CoSe2-CoN。测试发现具有c-CoSe2-CoN正极的Zn-空气电池具有良好的循环稳定性250 h和充/放电电压损失0.953/0.96 V表明异质界面工程为控制硒化物的双功能活性提供了一种选择。 通过密度泛函理论DFT计算作者揭示了c-CoSe2-CoN/NC的本征催化行为并构建c-CoSe2、CoN和c-CoSe2-CoN三个模型进行计算。理论c-CoSe2-CoN模型中Co-N和Co-Se键的配位数CN和键长相应参数吻合证实了c-CoSe2-CoN模型的合理性。对于c-CoSe2-CoN异质结构CoN中Co原子的Bader电荷q值增加而c-CoSe2侧的q值减少表明c-CoSe2上的电子数减少证实了电子在界面处从c-CoSe2向CoN的迁移。 由于电子在c-CoSe2表面的积累导致界面电荷重新分配导致CoN侧的带正电状态从而优化了中间体和反应物的吸附。从电荷密度差图可看出电荷密度重排发生在c-CoSe2-CoN非均相界面。结果表明c-CoSe2-CoN催化活性的增强得益于c-CoSe2向CoN的内部电子转移从而增加了c-CoSe2-CoN界面处的原子电荷密度有效地增强了ORR/OER的电催化活性。 Modulation of Phase Transition in Cobalt Selenide with Simultaneous Construction of Heterojunctions for Highly-efficient Oxygen Electrocatalysis in Zinc-Air Battery.nbsp;Adv. Mater.,nbsp;2023, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202306844.
