Chất xúc tác coban-sắt kéo dài tuổi thọ pin kẽm-khí lên đến 3.500 chu kỳ

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Monash đã phát triển một chất xúc tác đơn nguyên tử kim loại kép coban-sắt mới, CoFe-2DSA, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất và tuổi thọ của pin kẽm-khí. Chất xúc tác này, được nhúng trong các tấm nano carbon xốp siêu mỏng tạo ra thông qua quá trình nhiệt phân hỗ trợ muối nóng chảy, tăng tốc các phản ứng khử và phát oxy (ORR và OER) vốn thường giới hạn hiệu quả của pin kim loại-khí. Cấu trúc 2D độc đáo này làm lộ ra nhiều vị trí hoạt động hơn và cải thiện việc truyền điện tích cũng như khối lượng, dẫn đến khả năng lưu trữ năng lượng cao hơn, công suất lớn hơn và độ ổn định vượt trội. Trong các thử nghiệm thực tế, pin kẽm-khí sử dụng CoFe-2DSA đạt mật độ công suất 229,6 mW/cm², dung lượng riêng 811,5 mAh/g, và duy trì hiệu suất qua hơn 3.500 chu kỳ sạc-xả trong suốt 74 ngày. Phân tích Lý thuyết Hàm mật độ cho thấy sự phối hợp của các nguyên tử coban và sắt với các chất pha tạp nitơ tối ưu hóa các con đường phản ứng và chuyển electron, giải thích cho hiệu quả cao của chất xúc tác này.