Green Synthesis of a Highly Efficient and Stable Single-Atom Iron Catalyst Anchored on Nitrogen-Doped Carbon Nanorods for the Oxygen Reduction Reaction

纳米棒 催化作用 电催化剂 电化学 浸出(土壤学) 材料科学 热解 无机化学 碳纤维 化学工程 化学 纳米技术 电极 有机化学 物理化学 复合数 环境科学 工程类 土壤科学 土壤水分 复合材料
作者
Xilong Wang,Chen Yang,Wei Wang,Hongwei Zhu,Lijuan Cao,Anyong Chen,Lin Gu,Qinghua Zhang,Lirong Zheng,Han‐Pu Liang
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:9 (1): 137-146 被引量:44
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.0c05509
摘要

The synthesis of inexpensive and efficient electrocatalysts with an excellent stability for the electrochemical oxygen reduction reaction (ORR) in both alkaline and acid media through a facile environment-friendly strategy is extremely desirable but remains challenging. In this study, a single-atom iron electrocatalyst with exclusively Fe–N4 moieties anchored on nitrogen-doped carbon nanorods (denoted as Fe–SA/NCS) is synthesized through a one-step pyrolysis of Fe-doped zeolitic imidazole framework-8 (ZIF8) nanorods that are synthesized in an aqueous system without acid leaching assistance. Profiting from the synergistic effect of the hierarchically porous carbon support with a rodlike structure and the large number of Fe–N4 moieties, the newly prepared Fe–SA/NCS exhibits excellent ORR catalysis activities with a half-wave potential of 0.91 V vs RHE in 0.1 M KOH as well as 0.77 V vs RHE in 0.1 M HClO4. Furthermore, better stability in alkaline or acid conditions was also observed for Fe–SA/NCS compared with Pt/C. The high open-circuit voltage of 1.53 V and high power density of 141.6 mW cm–2 of a zinc–air battery (ZAB) with Fe–SA/NCS as the cathode material indicate excellent electrochemical performances. The ZAB with the Fe–SA/NCS catalysts exhibits a remarkable cycling performance for more than 300 h with a high voltaic efficiency of 78.6%. The present work could pave the way for the rational construction of highly efficient and stable single-atom electrocatalysts through green synthesis for sustainable energy technologies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
学分完成签到 ,获得积分10
1秒前
领导范儿应助史道夫采纳,获得10
2秒前
halendong关注了科研通微信公众号
2秒前
起风了完成签到,获得积分10
3秒前
Fxxkme发布了新的文献求助10
3秒前
Gxx完成签到,获得积分10
3秒前
SireTD完成签到,获得积分10
3秒前
我是老大应助涨涨采纳,获得10
4秒前
丽颖发布了新的文献求助10
4秒前
狂野的手链完成签到,获得积分10
4秒前
zhzhzh发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI2S应助kkk12245采纳,获得10
6秒前
7yyyyy完成签到,获得积分10
6秒前
多情帆布鞋关注了科研通微信公众号
6秒前
Menand应助浮生采纳,获得50
7秒前
研友_VZG64n完成签到,获得积分10
7秒前
深海发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
小葛完成签到,获得积分10
11秒前
NexusExplorer应助科研小废物采纳,获得10
11秒前
12秒前
香蕉觅云应助郝宝真采纳,获得10
12秒前
852应助丽颖采纳,获得30
13秒前
YU完成签到,获得积分10
13秒前
p泽发布了新的文献求助10
14秒前
二宝发布了新的文献求助10
15秒前
SciGPT应助靜心采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
大大小小发布了新的文献求助10
17秒前
大先生完成签到 ,获得积分10
17秒前
浮生完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
憧憬未来完成签到,获得积分10
19秒前
无花果应助二宝采纳,获得10
19秒前
飘逸问薇完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
ipan918完成签到,获得积分10
21秒前
李爱国应助刻苦沛芹采纳,获得10
21秒前
卑微学术人完成签到 ,获得积分10
21秒前
高分求助中
Evolution 10000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3147820
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2798873
关于积分的说明 7832037
捐赠科研通 2455841
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1306979
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627957
版权声明 601587