Tuning the Metal Electronic Structure of Anchored Cobalt Phthalocyanine via Dual‐Regulator for Efficient CO2 Electroreduction and Zn–CO2 Batteries

过电位 材料科学 电催化剂 法拉第效率 酞菁 杂原子 催化作用 金属 电池(电) 化学工程 碳纤维 电子结构 密度泛函理论 纳米技术 电极 物理化学 电化学 有机化学 计算化学 化学 烷基 复合材料 功率(物理) 量子力学 冶金 工程类 物理 复合数
作者
Shanhe Gong,Wenbo Wang,Chaonan Zhang,Minghui Zhu,Runqing Lu,Jinjin Ye,Huan Yang,Chundu Wu,Jun Liu,Dewei Rao,Shouyan Shao,Xiaomeng Lv
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (17) 被引量:77
标识
DOI:10.1002/adfm.202110649
摘要

Abstract Heterogeneous macromolecule catalysts have been known as efficient electrocatalysts for CO 2 reduction reaction, however, manipulating the activity of heterogeneous molecules via controllable metal electronic structure is still challenging. Herein, different CO 2 activated 3D, robust, nitrogen‐doped hollow carbon spheres are synthesized to anchor cobalt phthalocyanine as molecularly dispersed electrocatalysts, where the electron‐withdrawing coeffect of carbon defects and heteroatom N is responsible for tuning the electronic structure of metal center. The optimal electrocatalyst reveals high CO faradaic efficiency (FE CO ) of 95.68%, turnover frequency of 13.80 s −1 , and current density of 16.49 mA cm −2 at an overpotential of 760 mV. The control experiment and DFT calculations unveil that the significant activity is mainly ascribed to the optimal electron‐withdrawing coeffect of carbon defects and pyrrolic N, which reduce the electron density of Co center to facilitate CO 2 activated to form *COOH intermediate on Co(I) active sites during electrocatalysis. The 2 p ‐charge loss of Co is summarized as an activity descriptor, which steers the current density and production rate toward CO. Furthermore, the design strategy can universally fabricate the hybrid MPc catalyst with transitional metal (Ni, Fe) site while a rechargeable Zn–CO 2 battery is devised to deliver a maximal power density of 1.02 mW cm −2 .
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
11111发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
药学牛马完成签到,获得积分10
1秒前
张zi发布了新的文献求助10
2秒前
yatou5651发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
小魏不学无术完成签到,获得积分10
3秒前
木棉发布了新的文献求助10
3秒前
A1234发布了新的文献求助10
4秒前
英俊的铭应助弄井采纳,获得30
4秒前
小二郎应助Dean采纳,获得10
5秒前
故意的冰淇淋完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
远方完成签到,获得积分10
6秒前
kiminonawa完成签到,获得积分0
7秒前
zrz完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
传奇3应助morlison采纳,获得10
8秒前
11秒前
11秒前
12秒前
13秒前
乐呀完成签到,获得积分10
13秒前
木头人呐完成签到 ,获得积分10
13秒前
小马甲应助吴岳采纳,获得10
13秒前
天天向上赶完成签到,获得积分10
13秒前
整齐的凡梦完成签到,获得积分10
14秒前
孙冉冉发布了新的文献求助10
15秒前
MHB应助towerman采纳,获得10
16秒前
Dean发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
加油加油发布了新的文献求助10
17秒前
lili完成签到 ,获得积分10
18秒前
文剑武书生完成签到,获得积分10
19秒前
科研通AI5应助无限鞅采纳,获得10
19秒前
19秒前
852应助木棉采纳,获得10
19秒前
20秒前
卓哥完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527928
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108040
关于积分的说明 9287614
捐赠科研通 2805836
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540070
邀请新用户注册赠送积分活动 716904
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709808