高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂及其制法与柔性锌空气电池制造技术

技术编号:46477290 阅读:9 留言:0更新日期:2025-09-23 22:36
一种高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂及其制法与柔性锌空气电池,属于电催化技术领域。高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂为(FeCrCuNiMn)3O4/rGO复合材料,其中,(FeCrCuNiMn)3O4为尖晶石型结构的高熵氧化物,rGO为还原氧化石墨烯。该催化剂在氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)中表现出优异的催化性能,具有较高的电化学活性、稳定性和导电性。在低温环境下,该催化剂所驱动的柔性锌空气电池能够显著降低充放电过程中的电池极化,提升柔性锌空气电池的功率密度,有效提高电池的整体性能和低温适应性。满足低温下柔性锌空气电池高效能、低温适应性的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化,具体涉及一种高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂及其制法与柔性锌空气电池


技术介绍

0、技术背景

1、随着全球能源需求日益增加和环境问题日益严峻,开发高效、可持续的储能电池成为当今科学研究的关键问题。

2、依托能源日益严峻的背景下,锌空气电池因其具有高能量密度、低成本和环境保护优势,成为储能
的重要发展方向。然而,低温环境对柔性锌空气电池的性能产生显著影响,制约了其在低温条件下的实际应用。在低温环境下,特别是在氧化还原反应(orr)和氧气析出反应(oer)过程中,柔性锌空气电池面临着催化动力学缓慢的问题。在低温环境时会显著降低氧的溶解度和扩散速率,从而降低电催化反应速率,反应动力学受限,导致柔性锌空气电池的过电位增大,极化效应加剧,电池的能量转换效率降低。探索低温环境下的柔性锌空气电池中高效双功能orr/oer电催化剂是一项重要挑战。目前商用锌空气电池的阴极催化剂组合是pt/c+ruo2和pt/c+iro2,这些贵金属商用催化剂成本高、材料稀少且低温稳定性较差,限制了低温柔性锌空气电池应用发展。因此,开发一本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂,其特征在于,该高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂是由高熵尖晶石氧化物(FeCrCuNiMn)3O4纳米颗粒均匀分散在还原氧化石墨烯片层表面。

2.根据权利要求1所述的高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂,其特征在于,所述的高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂的分子式为(FeCrCuNiMn)3O4/rGO,Fe、Cr、Cu、Ni、Mn的质量百分含量在5%~20%之间且各个元素质量百分含量相差不超过8%;和/或,高熵尖晶石氧化物(FeCrCuNiMn)3O4纳米颗粒与还原氧化石墨烯的质量比为1:(1.1~1.5)。

>3.根据权利要求2...

【技术特征摘要】

1.一种高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂,其特征在于,该高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂是由高熵尖晶石氧化物(fecrcunimn)3o4纳米颗粒均匀分散在还原氧化石墨烯片层表面。

2.根据权利要求1所述的高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂,其特征在于,所述的高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂的分子式为(fecrcunimn)3o4/rgo,fe、cr、cu、ni、mn的质量百分含量在5%~20%之间且各个元素质量百分含量相差不超过8%;和/或,高熵尖晶石氧化物(fecrcunimn)3o4纳米颗粒与还原氧化石墨烯的质量比为1:(1.1~1.5)。

3.根据权利要求2所述的高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂,其特征在于,所述的(fecrcunimn)3o4/rgo中各金属元素质量百分含量分别为fe:14.1~14.2%、cr:9.1~9.2%、cu:16.1~16.2%、ni:16.5~16.7%、mn:14.2~14.3%;和/或,高熵尖晶石氧化物(fecrcunimn)3o4纳米颗粒与还原氧化石墨烯的质量比为1:1.2。

4.根据权利要求1-3任意一项所述高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂的应用,其特征在于,在orr和或oer电催化反应过程中的应用以及应用驱动低温柔性锌空气电池。

5.根据权利要求4所述的高熵尖晶石氧化物负载石墨烯催化剂的应用,其特征在于,电化学测试表明,在碱...

【专利技术属性】
技术研发人员:李卧龙
申请(专利权)人:东北石油大学三亚海洋油气研究院
类型:发明
国别省市:

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