近日，化学与环境工程学院司玉军教授课题组与我校校外导师、重庆文理学院郭朝中教授等合作在可充电锌-空气电池双功能催化剂领域取得新进展，研究成果以论文《S, N co-doped carbon nanotubes coupled with CoFe nanoparticles as an efficient bifunctional ORR/OER electrocatalyst for rechargeable Zn-air batteries》发表在化工类顶级期刊《Chemical Engineering Journal》（影响因子13.273，中科院SCI一区TOP期刊）。我校硕士研究生李桂君、唐一博为该论文第一、第二作者，司玉军教授为通讯作者。
该工作采用双金属、双杂原子掺杂策略，以廉价的三聚氰胺、硫脲和钴、铁盐为基本原料，经高温碳化制备得到Co3Fe7复合碳纳米管的CoFe/S-N-C双功能催化剂。其中Co3Fe7纳米粒子有效促进了S、N双杂原子对碳纳米管的掺杂，形成高效的氧还原反应催化活性位；金属氧化物、硫化物则提供良好的氧析出反应催化性能。该双功能催化剂的氧还原和氧析出催化活性优于贵金属Pt/C和RuO2标准催化剂。用CoFe/S-N-C作为空气电极催化剂组装的锌-空气电池，其功率密度为120 mW cm-2，比容量为814mAh g-1 Zn，分别超过Pt/C+RuO2混合催化剂的92 mW cm- 2和787 mAh g-1 Zn；经100小时、300次循环充放电后，催化剂性能未见明显损耗，表现出良好的可充电性和稳定性。
本研究成果对于降低可充电锌空气电池对贵金属催化剂的依赖、降低催化剂成本，推动可充电锌空气电池的实用化发展具有积极意义；同时对燃料电池空气电极催化剂开发也具有借鉴价值。
本工作与重庆文理学院、攀枝花学院合作开展，得到国家自然科学基金、四川省科技计划项目、重庆市科技计划项目等科研项目的资金支持。
论文链接https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132174。
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