아연–공기 배터리(ZAB)는 높은 비에너지 밀도, 비용 효율성 및 환경 친화성으로 인해 지속 가능한 에너지 저장을 위한 유망한 선택지로 평가된다. 그러나 이들의 확장성은 높은 과전위, 이중기능 산소 발생 반응/산소 환원 반응에서의 느린 동역학, 및 알칼리 환경에서의 불안정성 때문에 어렵다. 본 연구에서는 TON@NC(질소 도핑 탄소 상의 3금속 산화물 나노니들)로 명명된 고활성 이중기능 산소 촉매의 개발을 보고한다. TON@NC는 질소 도핑 탄소 네트워크에 균일하게 고정된 Ni-Co-Fe 산화물 나노니들을 포함한다. TON@NC의 합성은 수열 공정을 통해 수산화물을 형성한 후 마이크로웨이브를 이용한 열처리로 수행된다. 최적화된 TON@NC 촉매는 바람직한 구조적 다공성을 유지하며, 설계된 산소 공석과 적절한 결정립 크기 덕분에 뛰어난 이중기능 산소 촉매 성능을 보인다. TON@NC는 산소 촉매 반응에서 성능이 향상되며, 알칼리 환경에서 반파전위 0.78 V 및 활성전위 1.49 V를 나타내어 탄소 기반 귀금속 촉매를 능가한다. 또한 TON@NC를 공기극으로 사용하는 ZAB는 300 h에 걸친 현저한 사이클 안정성을 보이며, 우수한 출력 전력 밀도 100.5 mW cm −2 를 나타낸다. 이러한 용이하고 적응 가능한 합성 전략은 에너지 저장 응용을 위한 고도화된 다중 금속 촉매와 결합된 정밀하게 설계된 질소 도핑 탄소 백본으로 이루어진 다공성 하이브리드의 개발을 가속할 수 있다. 마이크로웨이브 보조 재구성 전략은 Ni-Co-Fe 3금속 산화물 나노니들이 질소 도핑 탄소 네트워크 구조에 고정된 고활성 이중기능 산소 촉매인 TON@NC를 제작하기 위해 고안되었다. TON@NC는 알칼리 환경에서 반파전위 0.78 V 및 활성전위 1.49 V로 산소 촉매 반응을 현저하게 향상시키는 한편, 공기극으로 TON@NC를 적용한 ZAB는 300 h에 걸친 현저한 사이클 안정성과 100.5 mW cm −2 의 우수한 출력 전력 밀도를 보인다. 그래픽 초록

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