已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Understanding the High Activity of Fe–N–C Electrocatalysts in Oxygen Reduction: Fe/Fe3C Nanoparticles Boost the Activity of Fe–Nx

化学 氧还原 电化学 还原(数学) 纳米颗粒 氧还原反应 氧气 核化学 无机化学 纳米技术 结晶学 物理化学 材料科学 电极 有机化学 数学 几何学
作者
Wenjie Jiang,Lin Gu,Li Li,Yun Zhang,Xing Zhang,Linjuan Zhang,Jian‐Qiang Wang,Jin‐Song Hu,Zidong Wei,Li‐Jun Wan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:138 (10): 3570-3578 被引量:1632
标识
DOI:10.1021/jacs.6b00757
摘要

Understanding the origin of high activity of Fe–N–C electrocatalysts in oxygen reduction reaction (ORR) is critical but still challenging for developing efficient sustainable nonprecious metal catalysts in fuel cells and metal–air batteries. Herein, we developed a new highly active Fe–N–C ORR catalyst containing Fe–Nx coordination sites and Fe/Fe3C nanocrystals (Fe@C-FeNC), and revealed the origin of its activity by intensively investigating the composition and the structure of the catalyst and their correlations with the electrochemical performance. The detailed analyses unambiguously confirmed the coexistence of Fe/Fe3C nanocrystals and Fe–Nx in the best catalyst. A series of designed experiments disclosed that (1) N-doped carbon substrate, Fe/Fe3C nanocrystals or Fe–Nx themselves did not deliver the high activity; (2) the catalysts with both Fe/Fe3C nanocrystals and Fe–Nx exhibited the high activity; (3) the higher content of Fe–Nx gave the higher activity; (4) the removal of Fe/Fe3C nanocrystals severely degraded the activity; (5) the blocking of Fe–Nx downgraded the activity and the recovery of the blocked Fe–Nx recovered the activity. These facts supported that the high ORR activity of the Fe@C-FeNC electrocatalysts should be ascribed to that Fe/Fe3C nanocrystals boost the activity of Fe–Nx. The coexistence of high content of Fe–Nx and sufficient metallic iron nanoparticles is essential for the high ORR activity. DFT calculation corroborated this conclusion by indicating that the interaction between metallic iron and Fe–N4 coordination structure favored the adsorption of oxygen molecule. These new findings open an avenue for the rational design and bottom-up synthesis of low-cost highly active ORR electrocatalysts.
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
wangx发布了新的文献求助10
刚刚
QF发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
4秒前
Simone发布了新的文献求助10
5秒前
LiuJ完成签到 ,获得积分10
5秒前
seven发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
科研通AI5应助ls采纳,获得10
7秒前
10秒前
12秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
科研通AI5应助iqa采纳,获得10
15秒前
peanut完成签到 ,获得积分10
16秒前
欣论完成签到 ,获得积分10
17秒前
TBI发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
21秒前
正直的大树完成签到 ,获得积分10
25秒前
科研一霸发布了新的文献求助10
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
miaomiao发布了新的文献求助10
26秒前
wangx完成签到,获得积分10
27秒前
TBI完成签到,获得积分10
29秒前
董希发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
红小米不会动完成签到 ,获得积分10
31秒前
31秒前
落雪完成签到,获得积分10
32秒前
打打应助科研一霸采纳,获得10
34秒前
田様应助啦啦小王~采纳,获得10
34秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
34秒前
科研一霸完成签到,获得积分10
40秒前
eeeee发布了新的文献求助10
40秒前
miaomiao完成签到,获得积分20
42秒前
43秒前
量子星尘发布了新的文献求助100
44秒前
44秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
ALUMINUM STANDARDS AND DATA 500
Walter Gilbert: Selected Works 500
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3666266
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3225307
关于积分的说明 9762401
捐赠科研通 2935195
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1607513
邀请新用户注册赠送积分活动 759223
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 735185