金属-空气电池因其高能量密度的优点而备受人们的关注，其中锌-空气电池(ZABs)更是具有高能量密度、安全性和价格低廉等特点。然而，电化学析氧反应和氧还原反应(OER和ORR)动力学缓慢，严重阻碍了ZAB的发展。因此，制备一种具有低过电位、高稳定性的低成本电催化剂是实现ZAB应用和发展的关键。基于此，吉林大学黄科科课题组通过高能Ar等离子体诱导NiS/NiFe2O4复合材料相重构，制备出具有内在缺陷的S掺杂NiFe2O4。性能测试结果显示，在碱性介质中进行OER和ORR反应，NiS/NiFe2O4复合催化剂在10 mA cm-2电流密度下的OER过电位低至230 mV，ORR半波电位为0.81 V，并且具有优异的长期稳定性。更重要的是，将NiS/NiFe2O4作为驱动液体ZAB的双功能催化剂，功率密度达到148.5 mW cm-2。实验结果和密度泛函理论(DFT)计算表明，等离子体破坏了NiFe2O4的长程有序，形成了具有固有缺陷的短程有序NiS结构，并且在界面上由两相共享的活化Ni原子更容易吸附OH。因此，它能积极地促进含氧反应物的反应，从而促进可逆的氧电催化。该项工作为通过原位相重构获得优良的催化剂提供了一个有效的策略。Phase-reconfiguration Induced NiS/NiFe2O4 Composite for Performance-enhanced Zinc-Air Batteries. Advanced Materials, 2022. DOI: 10.1002/adma.202110172
