隨著科技的進步，取代貴金屬的過渡金屬催化劑得到了廣泛的研究，但固有活性和穩定性的不足限制了其在電催化領域的應用。在此，研究者通過靜電紡絲法將CoNi合金納米粒子負載在Ti4O7載體上并嵌入到N,S摻雜碳納米纖維中。制備的CoNi/Ti4O7@NS-CNFs顯示出令人滿意的ORR和OER活性，電位差低至0.664V，在長期測試中表現出高度穩定性，優于迄今為止報道的大多數過渡金屬催化劑。因此，用制備的催化劑構建的鋅空氣電池具有165.7mW/cm2的最大功率密度，比容量為788.4mAh/gZn（分別比Pt/C+IrO2高1.61倍和1.14倍）。S元素和耐腐蝕的Ti4O7的加入對所制備的催化劑的形態和活性起著重要作用，其優化了活性中心的分布和電子結構，并且提高了催化劑的穩定性。總體而言，該工作為探索其他高效過渡金屬提供了一種可行性方案。
圖1.CoNi/Ti4O7@NS-CNFs催化劑合成示意圖
圖2.（a-c）CoNi/Ti4O7@NS-CNFs的不同放大倍率SEM和TEM圖像，（d）HRTEM圖像，（e）HAADF-STEM和相應的元素映射。
圖3.（a）CoNi/Ti4O7@NS-CNFs的XRD圖譜，插圖為（111）峰的放大圖。（b）不同催化劑的拉曼光譜。（c）CoNi/Ti4O7@NS-CNFs的N2吸附-解吸等溫線。催化劑中（d）O1s、（e）N1s、（f）S2p、（g）Co2p、（h）Ni2p和（i）Ti2p的高分辨率XPS光譜。
圖4.（a）CoNi/Ti4O7@NS-CNFs在N2飽和和O2飽和的0.1M KOH溶液中的ORR CV曲線。（b）各種催化劑在O2飽和的0.1M KOH溶液中于1600rpm下的LSV曲線。（c）不同催化劑的Tafel圖。（d）CoNi/Ti4O7@NS-CNFs在400-2400rpm范圍內的LSV曲線。（e）CoNi/Ti4O7@NS-CNFs和Pt/C在有無1.0M甲醇的0.1M KOH中的i-t曲線。（f）CoNi/Ti4O7@NS-CNFs和Pt/C在1.0V下的i-t曲線。
圖5.（a）各種催化劑在1M KOH溶液中的OER LSV曲線。（b）各種催化劑的Tafel圖。（c）各種催化劑的EIS奈奎斯特圖（插圖為擬合的等效電路）。（d）CoNi/Ti4O7@NS-CNFs在40-120mV/s范圍內的CV曲線。（e）1.05V時的電容電流與掃描速率的函數關系。（f）CoNi/Ti4O7@NS-CNFs在3000次循環前后的LSV曲線。
圖6.（a）鋅空氣電池示意圖。（b）開路電壓，（c）放電極化曲線和功率密度曲線，（d）電流密度為5mA/cm2時的比容量曲線，（e）電流密度為5mA/cm2時的放電-充電循環曲線，充電/放電時間為20分鐘。
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