具有优异安全性和环境友好性的水性镍锌(Ni-Zn)电池是可持续能源存储的有希望的候选者。然而，传统镍基正极较差的导电性和不可避免的相变限制了氧化还原动力学并导致电极比容量和器件能量密度受限。
基于此，湖南大学谭勇文课题组构建了掺杂有Pd、Ag和Au原子的NixCo1-x(OH)2电极，用于加速导电纳米多孔磷化物上的氧化还原动力学。
具有本征缺陷的导电(NixCo1-x)3P衬底对Ni基阴极具有积极作用: 首先，悬空键和缺陷有效地提高了本征氧化还原活性和电化学稳定性，这也为原子催化剂提供了结合位点；其次，与仅具有表面活性位点的结晶对应物相比，由于结构和化学紊乱，无定形材料完全活化；NixCo1-x(OH)2在氧化还原过程中的原位转化允许良好的界面相互作用和电子收集。
因此，得到的Ag@np-NixCo1-x(OH)2阴极在10 mA cm-2下实现了0.835 mAh cm-2的高面积比容量(417.5 mA h cm-3)；组装后的可充电Ni-Zn电池的功率密度为7.85 W cm-3，能量密度为49.53 mW h cm-3，并且循环性能得到改善。
密度泛函理论计算和实验结果表明，Ag原子掺杂剂的引入可以有效调节催化剂的电子结构并优化OH–的吸附能，从而通过促进金属掺杂剂周围活性位点的电荷转移来加速NixCo1-x(OH)2的催化氧化还原动力学。这项工作提出了将原子掺杂剂有利地集成到先进电池系统的电极中，以促进整体电化学反应，从而实现实用的容量和能量密度。
Atomic Engineering Catalyzed Redox Kinetics of NixCo1-x(OH)2 on Nanoporous Phosphide Electrode for Efficient Ni-Zn Batteries. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202200452
