Boosting the Catalytic Activity of Nitrogen Sites by Spin Polarization Engineering for Oxygen Reduction and Wide‐Temperature Ranged Quasi‐Solid Zn–Air Batteries

材料科学 催化作用 热解 氮气 化学工程 氧气 极化(电化学) 功率密度 阴极 工作职能 纳米技术 物理化学 热力学 化学 功率(物理) 有机化学 物理 工程类 图层(电子)
作者
Yifan Wei,Huicong Xia,Haihui Lan,Dongping Xue,Bin Zhao,Yue Yu,Yongfeng Hu,Jianan Zhang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (4) 被引量:14
标识
DOI:10.1002/aenm.202303011
摘要

Abstract The oxygen reduction reaction (ORR) is a crucial cathode reaction for developing quasi‐solid zinc–air batteries (QZABs) with high energy density. However, the activity and stability of catalysts under extreme conditions have not been fully explore. Herein, a series of systematic experiments and theoretical calculations have been conducted to investigate the potential of introducing Fe x Co y into nitrogen (N)‐doped porous carbon (NPC) via one‐step pyrolysis to form a core–shell structure that can effectively enhance the activity of the catalysts, particularly at low temperatures. Due to the difference in the work function of 5.12, 5.11, and 5.06 eV, the spin‐polarized charge is transferred to the pyridinic‐N site on the surface under the charge transfer. Consequently, the pyridinic‐N site on the surface exhibits varying degrees of magnetic moment 0.024 µ B , which is crucial for forming OOH* and enhances ORR activity. The Fe 5 Co 5 @NPC catalyst is evaluated for QZABs at −40 °C and achieved a power density of up to 117.6 mW cm −2 , which is only 18.7% lower than normal temperature, and a cycle life of up to 300 h. This study provides a means to realize the design of QZABs catalysts in extreme environments and explore their application potential.
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
慌慌发布了新的文献求助10
刚刚
杨九完成签到 ,获得积分10
1秒前
方聪完成签到,获得积分20
2秒前
与一完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
陆小果完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
椒盐丸子发布了新的文献求助20
4秒前
5秒前
treasure完成签到,获得积分10
5秒前
小趴菜发布了新的文献求助10
6秒前
慌慌完成签到,获得积分10
7秒前
朴素笙完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
跳跃尔琴发布了新的文献求助10
8秒前
amiaomiao完成签到,获得积分10
8秒前
云_123发布了新的文献求助10
9秒前
Hello应助少年珮采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
听风完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
三年二班索隆完成签到 ,获得积分10
13秒前
似水流年发布了新的文献求助10
14秒前
长孙兰溪发布了新的文献求助10
14秒前
Nina发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
上官若男应助xxx1234采纳,获得10
16秒前
16秒前
ada发布了新的文献求助10
16秒前
宏宏完成签到,获得积分10
17秒前
咿咿呀呀发布了新的文献求助10
17秒前
打打应助方聪采纳,获得10
18秒前
Ava应助专一的白凝采纳,获得10
18秒前
无花果应助枫枫829采纳,获得10
21秒前
louziqi发布了新的文献求助10
22秒前
念念完成签到,获得积分10
23秒前
少年珮完成签到,获得积分10
23秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
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 3134819
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2785712
关于积分的说明 7773883
捐赠科研通 2441585
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1298006
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625075
版权声明 600825