Modulation of Phase Transition in Cobalt Selenide with Simultaneous Construction of Heterojunctions for Highly-Efficient Oxygen Electrocatalysis in Zinc–Air Battery
https://doi.org/10.1002/adma.202306844
硒化钴（CoSe2）的相变可以有效地调节其本征电催化活性。然而，提高 CoSe2 的导电性以及催化活性/稳定性仍然具有挑战性。异质结构工程可能是优化界面特性以促进基于 CoSe2 的催化剂上氧电催化动力学的可行方法。在此，通过同时进行相/界面工程策略设计了一种由嵌入空心碳笼中的 CoSe2 和氮化钴（CoN）组成的异质结构。值得注意的是，实现了正交晶系 CoSe2 向立方晶系 CoSe2（c-CoSe2）的相变，同时伴随着原位 CoN 的形成，构建了 c-CoSe2/CoN 异质界面，该界面在氧还原/析氧反应（ORR/OER）中表现出优异且高度稳定的活性。值得注意的是，异质结构可以调节局部配位环境并增加 Co-Se/N 键长。理论计算表明，具有接近费米能级电子态的 Co 位点（c-CoSe2）是 ORR/OER 的主要活性位点。通过原位掺入 CoN 对异质结构中 c-CoSe2 的 Co 原子的 d 轨道电子结构进行能量裁剪，降低了 ORR/OER 的热力学势垒。具有吸引力的是，带有 c-CoSe2-CoN 阴极的锌空气电池表现出出色的循环稳定性（250 小时）和充放电电压损失（0.953/0.96 V）。这突出表明异质界面工程为通过控制相变调节金属硒化物的双功能活性提供了一种选择。
