Toward an Understanding of the Reversible Li-CO2 Batteries over Metal–N4-Functionalized Graphene Electrocatalysts

材料科学 石墨烯 电催化剂 电池(电) 催化作用 电化学 密度泛函理论 化学工程 纳米技术 金属 Atom(片上系统) 电极 物理化学 计算化学 热力学 化学 计算机科学 冶金 嵌入式系统 工程类 功率(物理) 物理 生物化学
作者
Yingqi Liu,Shiyong Zhao,Dashuai Wang,Biao Chen,Zhiyuan Zhang,Jinzhi Sheng,Xiongwei Zhong,Xiaolong Zou,San Ping Jiang,Guangmin Zhou,Hui‐Ming Cheng
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:16 (1): 1523-1532 被引量:95
标识
DOI:10.1021/acsnano.1c10007
摘要

The lack of low-cost catalysts with high activity leads to the unsatisfactory electrochemical performance of Li-CO2 batteries. Single-atom catalysts (SACs) with metal-Nx moieties have great potential to improve battery reaction kinetics and cycling ability. However, how to rationally select and develop highly efficient electrocatalysts remains unclear. Herein, we used density functional theory (DFT) calculations to screen SACs on N-doped graphene (SAMe@NG, Me = Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu) for CO2 reduction and evolution reaction. Among them, SACr@NG shows the promising potential as an effective electrocatalyst for the reversible Li-CO2 batteries. To verify the validity of the DFT calculations, a two-step method has been developed to fabricate SAMe@NG on a porous carbon foam (SAMe@NG/PCF) with similar loading of ∼8 wt %. Consistent with the theoretical calculations, batteries with the SACr@NG/PCF cathodes exhibit a superior rate performance and cycling ability, with a long cycle life and a narrow voltage gap of 1.39 V over 350 cycles at a rate of 100 μA cm-2. This work not only demonstrates a principle for catalysts selection for the reversible Li-CO2 batteries but also a controllable synthesis method for single atom catalysts.
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
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
刚刚
易冷发布了新的文献求助10
1秒前
orixero应助小兔采纳,获得10
2秒前
lh发布了新的文献求助30
2秒前
爱笑半莲完成签到,获得积分10
3秒前
TT发布了新的文献求助10
3秒前
简历发布了新的文献求助10
3秒前
王文卓发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
江子发布了新的文献求助30
4秒前
阿欢发布了新的文献求助10
5秒前
Yang发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
小黄人应助hsa_ID采纳,获得10
6秒前
李健的粉丝团团长应助Lin采纳,获得10
7秒前
晶晶完成签到 ,获得积分10
7秒前
周舟完成签到,获得积分10
7秒前
勤劳翰完成签到,获得积分10
8秒前
phuck完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
10秒前
哇哈发布了新的文献求助10
11秒前
Cimy完成签到,获得积分10
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
科研通AI6.3应助姜姜采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
子子完成签到,获得积分10
14秒前
脑洞疼应助zhouyi采纳,获得10
14秒前
郑倩文发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
泠漓发布了新的文献求助10
14秒前
栾欣怡完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
16秒前
牧青完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
~~~~发布了新的文献求助10
16秒前
hexuyanAA完成签到,获得积分20
17秒前
充电宝应助易冷采纳,获得10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6049477
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7838056
关于积分的说明 16263564
捐赠科研通 5194963
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2779669
邀请新用户注册赠送积分活动 1762873
关于科研通互助平台的介绍 1644874