Atomically Dispersed FeN2P2 Motif with High Activity and Stability for Oxygen Reduction Reaction Over the Entire pH Range

催化作用 可逆氢电极 化学 电催化剂 电解质 密度泛函理论 电化学 Atom(片上系统) 纳米技术 无机化学 材料科学 物理化学 计算化学 电极 有机化学 工作电极 嵌入式系统 计算机科学
作者
Wendan Xue,Qixing Zhou,Xun Cui,Jiawei Zhang,Sijin Zuo,Fan Mo,Jiwei Jiang,Xuya Zhu,Zhiqun Lin
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (41) 被引量:37
标识
DOI:10.1002/anie.202307504
摘要

Abstract The past decade has witnessed the great potential of Fe‐based single‐atom electrocatalysis in catalyzing oxygen reduction reaction (ORR). However, it remains a grand challenge to substantially improve their intrinsic activity and long‐term stability in acidic electrolytes. Herein, we report a facile chemical vapor deposition strategy, by which high‐density Fe atoms (3.97 wt%) are coordinated with square‐planar para‐positioned nitrogen and phosphorus atoms in a hierarchical carbon framework. The as‐crafted atomically dispersed Fe catalyst (denoted Fe‐SA/PNC) manifests an outstanding activity towards ORR over the entire pH range. Specifically, the half‐wave potential of 0.92 V, 0.83 V, and 0.86 V vs. reversible hydrogen electrode (RHE) are attained in alkaline, neutral, and acidic electrolytes, respectively, representing the high performance among reported catalysts to date. Furthermore, after 30,000 durability cycles, the Fe‐SA/PNC remains to be stable with no visible performance decay when tested in 0.1 M KOH and 0.5 M H 2 SO 4 , and only a minor negative shift of 40 mV detected in 0.1 M HClO 4 , significantly outperforming commercial Pt/C counterpart. The coordination motif of Fe‐SA/PNC is validated by density functional theory (DFT) calculations. This work provides atomic‐level insight into improving the activity and stability of non‐noble metal ORR catalysts, opening up an avenue to craft the desired single‐atom 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
范范完成签到,获得积分10
刚刚
苏雅霏完成签到 ,获得积分10
1秒前
慕伊辰发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
淡如水完成签到 ,获得积分10
6秒前
aa发布了新的文献求助10
7秒前
Sunny发布了新的文献求助10
7秒前
soso发布了新的文献求助10
7秒前
tyy完成签到,获得积分10
8秒前
传奇3应助qqqqqqqqqqqq采纳,获得10
8秒前
清脆的夜白完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
aoaoao发布了新的文献求助10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
闪闪的MX发布了新的文献求助10
9秒前
沚沐完成签到,获得积分20
10秒前
清风明月完成签到,获得积分10
10秒前
无花果应助aa采纳,获得10
11秒前
悦耳娩完成签到,获得积分10
12秒前
没有你沉完成签到,获得积分10
12秒前
顾矜应助tim采纳,获得10
13秒前
柒年啵啵完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
酷波er应助没有你沉采纳,获得10
17秒前
Sunny完成签到,获得积分10
18秒前
脑袋灵光赵完成签到 ,获得积分10
19秒前
小许完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
白河发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
风铃发布了新的文献求助10
21秒前
彭于晏应助甘特采纳,获得10
21秒前
21秒前
传奇猎人发布了新的文献求助10
22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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Alloy Phase Diagrams 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 891
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 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 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 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5424329
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4538701
关于积分的说明 14163322
捐赠科研通 4455559
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2443800
邀请新用户注册赠送积分活动 1434995
关于科研通互助平台的介绍 1412304