可充電鋅空氣電池具有能量密度高、環(huán)境友好、安全性好和成本低等優(yōu)勢,是非常有前景的新型儲能體系,但面臨著能量轉(zhuǎn)換效率低、充放電穩(wěn)定性差和電流密度低等缺點，生產(chǎn)具有成本效益的高性能雙功能氧催化劑的潛力為鋅空氣電池（ZAB）的商業(yè)化帶來了巨大的希望。
在此，溫州大學(xué)陳亦皇團隊制備了由氧化石墨烯上NiCo2S4@NiFe 層狀雙氫氧化物 (NiCo2S4@NiFe LDH/N-rGO) 組成的光熱電催化劑。研究顯示，NiCo2S4@NiFe LDH/N-rGO電催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的雙功能活性，在光熱效應(yīng)的影響下，ΔE值為0.636 V，遠超過大多數(shù)先進系統(tǒng)。 基于此，在 25 mA cm-2 的高電流密度下，基于NiCo2S4@NiFe LDH/N-rGO的 ZAB 表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能。此外，當(dāng)其匹配柔性全固態(tài)ZAB時，光熱輔助可充電電池表現(xiàn)出最大功率密度（25℃下151.7 mW cm-2）、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（在25℃下循環(huán)超過3480次）即寬溫域適應(yīng)性（高溫60℃與極低溫-40℃）。
圖1. NiCo2S4@NiFe LDH/N-rGO的結(jié)構(gòu)表征
總之，該工作成功合成了NiCo2S4@NiFe LDH/N-rGO并將其應(yīng)用于ZABs和FZABs中且表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。研究顯示，電催化活性（ΔE）提高至0.636 V，超過了大多數(shù)先前報道的非貴金屬基催化劑。由此產(chǎn)生的光熱輔助 ZAB 表現(xiàn)出優(yōu)異的功率密度和長循環(huán)穩(wěn)定性。 此外，F(xiàn)ZAB 在零下溫度下表現(xiàn)出出色的功率密度（-40°C 下為 49.95 mW cm-2）、出色的充放電循環(huán)。因此，該工作通過利用光熱特性進一步提高了ZAB 的性能和靈活性，同時為催化過程和設(shè)備開發(fā)的進步奠定了基礎(chǔ)。
圖2. FZAB 的電化學(xué)行為
Advancing Extreme-Temperature-Tolerant Zinc-Air Batteries through Photothermal Transition Metal Sulfide Heterostructures, Energy & Environmental Science 2024 DOI: 10.1039/d4ee03240c
