一种锌空气电池双功能催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锌空气电池双功能催化剂，其结构单元以氮掺杂铁基碳纳米管作为导电网络，氮、硫共掺杂锰钴镍三金属合金负载于该导电网络上；制备方法具体包含如下步骤：(一)制备氮掺杂铁基碳纳米管；(二)水热反应负载锰钴镍三金属氢氧化物纳米针，获得锰钴镍三金属氢氧化物@氮掺杂铁基碳纳米管；(三)在惰性氛围中，利用射频等离子体技术对锰钴镍三金属氢氧化物@氮掺杂铁基碳纳米管进行等离子体辅助硫化；优点在于：锌空气电池双功能催化剂具有优异的ORR和OER电催化性能，制备方法中氮和硫元素的引入可以提高电荷转移效率、降低反应能垒、提高电催化活性和选择性、提升ORR和OER反应性能、改善循环稳定性和充放电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锌空气电池催化剂，尤其是涉及一种氮、硫共掺杂金属合金负载于氮掺杂铁基碳纳米管表面的锌空气电池双功能催化剂及其制备方法。

技术介绍

1、在世界范围内，传统能源由于过度开采和使用，变得越来越匮乏，且在碳达峰、碳中和的趋势背景下，新能源的开发和利用效率显得越来越重要。风能、太阳能与潮汐能由于有着清洁、可再生等优点，受到了广泛关注，但这些资源由于受到地理环境等方面的影响，在使用中往往受到限制，因此，需要寻找一种低成本且绿色的清洁能源与储存技术是至关重要的。

2、在各种能源储存设备中，以锂离子为代表的二次电池作为能源存储设备在生活中得到了广泛应用，除此之外还有其它的能源储存设备，例如燃料电池是最为绿色清洁的，因为它在使用过程中的最终产物主要是水和其它的一些无害物质，并不会产生有害物质，但传统的燃料电池成本比较高、碳氢燃料也无法被有效利用，导致燃料电池在价格和技术上存在一些瓶颈，而可充电金属-空气电池因其优越的能量密度而被认为是最有前途的转换与储存化学能的电源之一，可充电锌空气电池(zab，也可记为锌-空气电池)由于其安全性高、金属锌储量丰富本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锌空气电池双功能催化剂，其特征在于，其结构单元以氮掺杂铁基碳纳米管作为导电网络，氮、硫共掺杂锰钴镍三金属合金负载于该导电网络上。

2.一种如权利要求1所述的锌空气电池双功能催化剂的制备方法，其特征在于，具体包含如下步骤：

3.根据权利要求2所述的锌空气电池双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(一)的制备过程包括：

4.根据权利要求2所述的锌空气电池双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(二)的制备过程包括：将锰过渡金属盐、钴过渡金属盐、镍过渡金属盐、尿素和氟化铵溶解在去离子水中，充分搅拌溶解，倒入聚四氟乙烯内胆中，放入氮掺杂铁基碳...

【技术特征摘要】

1.一种锌空气电池双功能催化剂，其特征在于，其结构单元以氮掺杂铁基碳纳米管作为导电网络，氮、硫共掺杂锰钴镍三金属合金负载于该导电网络上。

2.一种如权利要求1所述的锌空气电池双功能催化剂的制备方法，其特征在于，具体包含如下步骤：

3.根据权利要求2所述的锌空气电池双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(一)的制备过程包括：

4.根据权利要求2所述的锌空气电池双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(二)的制备过程包括：将锰过渡金属盐、钴过渡金属盐、镍过渡金属盐、尿素和氟化铵溶解在去离子水中，充分搅拌溶解，倒入聚四氟乙烯内胆中，放入氮掺杂铁基碳纳米管，再将聚四氟乙烯内胆放入高压反应釜中，在80～200℃下反应6～24h，反应结束，待冷却后取出，用去离子水和乙醇冲洗，放入烘箱中干燥6～24h，获得锰钴镍三金属氢氧化物@氮掺杂铁基碳纳米管，记为mnconildh/ncnts@cc。

5.根据权利要求4所述的锌空气电池双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述锰过渡金属盐采用mnco3...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋仲庆，刘浩，田小宁，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：