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Accès ouvert déclaré 2020 article

High-Performance Zinc–Air Batteries with Scalable Metal–Organic Frameworks and Platinum Carbon Black Bifunctional Catalysts

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : gb, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Metal–organic framework (MOF)-related derivatives have generated significant interest in numerous energy conversion and storage applications, such as adsorption, catalysis, and batteries. However, such materials’ real-world applicability is hindered because of scalability and reproducibility issues as they are produced by multistep postsynthesis modification of MOFs, often with high-temperature carbonization and/or calcination. In this process, MOFs act as self-sacrificial templates to develop functional materials at the expense of severe mass loss, and the resultant materials exhibit complex process–performance relationships. In this work, we report the direct applicability of a readily synthesized and commercially available MOF, a zeolitic imidazolate framework (ZIF-8), in a rechargeable zinc–air battery. The composite of cobalt-based ZIF-8 and platinum carbon black (ZIF-67@Pt/CB) prepared via facile solution mixing shows a promising bifunctional electrocatalytic activity for oxygen evolution reaction (OER) and oxygen reduction reaction (ORR), the key charge and discharge mechanisms in a battery. ZIF-67@Pt/CB exhibits long OER/ORR activity durability, notably, a significantly enhanced ORR stability compared to Pt/CB, 85 versus 52%. Interestingly, a ZIF-67@Pt/CB-based battery delivers high performance with a power density of >150 mW cm –2 and long stability for 100 h of charge–discharge cyclic test runs. Such remarkable activities from as-produced ZIF-67 are attributed to the electrochemically driven in situ development of an active cobalt-(oxy)hydroxide nanophase and interfacial interaction with platinum nanoparticles. This work shows commercial feasibility of zinc–air batteries as MOF-cathode materials can be reproducibly synthesized in mass scale and applied as produced.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
High-Performance Zinc–Air Batteries with Scalable Metal–Organic Frameworks and Platinum Carbon Black Bifunctional Catalysts
Date Crossref
27/08/2020
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University College London Department of Chemistry pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Imperial College London Department of Chemistry pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • ECSI Fibrotools (United States) pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • The Faraday Institution pays non établi dans la notice
    Organisation à but non lucratif

Department of Chemistry — University College London, Department of Chemistry — Imperial College London et ECSI Fibrotools (United States), avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

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