近日，遼寧科技大學化學工程學院“清潔能源與燃料化學”導學團隊依托遼寧省先進煤焦化技術重點實驗室，在柔性自支撐膜電極以及基于溫控掃描電化學顯微鏡的原位電化學分析方面取得新進展。研究成果以“Self-standing electrospun Co/Zn@N-doped carbon nanofiber electrode for highly stable liquid and solid-state rechargeable zinc-air batteries and performance evaluated by scanning electrochemical microscopy at various temperatures”為題發表在國際知名期刊《Chemical Engineering Journal》上。論文第一作者為2020級博士生潘浩然，通訊作者為“清潔能源與燃料化學”導學團隊的陳星星教授、竇金孝副教授以及香港中文大學（深圳）助理教授李懷光，遼科大為第一通訊單位。

  可再充電鋅空氣電池因其高能量密度、安全性、穩定性和低成本而越來越受到關注。實現高性能鋅空氣電池需要設計一種具有優異活性和耐用性的雙功能氧反應電極。靜電紡絲技術作為一種簡單的策略被廣泛應用于制備無粘合劑膜電極，所制備的膜電極通常具有優異的柔韌性、機械強度、可調的電催化位點。隨著先進的自支撐膜電極材料的發展，在不損傷電極結構的前提下更準確地揭示膜電極材料的微區反應性能，對原位電化學表征技術的要求越來越高。掃描電化學顯微鏡作為一種重要的原位電化學分析工具，可在亞微米或納米尺度下高時空分辨率地評估催化材料的微區電化學活性。該研究工作報道了一種自支撐的N摻雜Co/Zn碳納米纖維膜（Co/Zn@NCF)具有卓越的氧反應催化活性和耐久性。基于Co/Zn@NCF的液態ZABs表現出超過666小時的充放電循環壽命，充/放電電壓差為0.64V、電壓效率為66%。基于Co/Zn@NCF構筑的柔性固態鋅空氣電池能夠在不同的彎曲角度下實現穩定地充電和放電。

  該研究結果揭示了利用Co/Zn@NCF作為獨立電極應用于鋅空氣電池和柔性電子器件的光明前景，同時也為催化電極，特別是自支撐膜電極在不同操作溫度下的無損傷原位表征提供了一種可操作的分析技術。（供稿單位：化工學院 圖片來源：化工學院）