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地填写文献信息,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:1754
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-N(x) 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-N(x) in the best catalyst. A series of designed experiments disclosed that (1) N-doped carbon substrate, Fe/Fe3C nanocrystals or Fe-N(x) themselves did not deliver the high activity; (2) the catalysts with both Fe/Fe3C nanocrystals and Fe-N(x) exhibited the high activity; (3) the higher content of Fe-N(x) gave the higher activity; (4) the removal of Fe/Fe3C nanocrystals severely degraded the activity; (5) the blocking of Fe-N(x) downgraded the activity and the recovery of the blocked Fe-N(x) 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-N(x). The coexistence of high content of Fe-N(x) 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
3秒前
3秒前
zz发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
Orange的应助被科研通管家采纳,获得10
7秒前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
7秒前
大模型的应助被科研通管家采纳,获得30
7秒前
无花果的应助被科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
星辰大海的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
乐乐的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
顾矜的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
aajhajkahna的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
大模型的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
wenwen发布了新的文献求助10
8秒前
充电宝的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
星辰大海的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
许钰莹发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
甜蜜菠萝发布了新的文献求助10
13秒前
儒雅的夏山完成签到 ,获得积分10
14秒前
wenwen完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
fff完成签到 ,获得积分10
16秒前
科研通AI6.2的应助被apollo2002采纳,获得10
18秒前
20秒前
心情完成签到,获得积分10
20秒前
yunew发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
nn完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
22秒前
23秒前
陶醉枫叶完成签到 ,获得积分10
24秒前
甜蜜菠萝完成签到,获得积分10
25秒前
完美世界的应助被山鬼采纳,获得10
26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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Exploring Mental Health in Education 600
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8048835
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9478304
关于积分的说明 21292529
捐赠科研通 7617112
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3392764
关于科研通互助平台的介绍 2524075
邀请新用户注册赠送积分活动 2430848