Carbon dots-derived carbon nanoflowers decorated with cobalt single atoms and nanoparticles as efficient electrocatalysts for oxygen reduction

电催化剂 催化作用 钴 纳米颗粒 碳纤维 化学工程 吸附 材料科学 纳米技术 电子转移 化学 无机化学 电极 电化学 光化学 物理化学 有机化学 复合材料 工程类 复合数
作者
Yaojia Cheng,Haoqiang Song,Jingkun Yu,Jiangwei Chang,Geoffrey I. N. Waterhouse,Zhiyong Tang,Yang Bai,Siyu Lu
出处
期刊:Chinese Journal of Catalysis [Elsevier BV]
卷期号:43 (9): 2443-2452 被引量:76
标识
DOI:10.1016/s1872-2067(22)64146-9
摘要

The sluggish kinetics of oxygen reduction reaction (ORR) hinders the commercialization of Zn-air batteries (ZABs). Manipulating the electronic structure of electrocatalysts to optimize the adsorption energy of oxygen-containing intermediates during the 4e− ORR offers a practical route toward improving ORR kinetics. Herein, we designed a novel ORR electrocatalyst containing Co single atoms and nanoparticles supported by carbon dots-derived carbon nanoflowers (Co SAs/NPs CNF). Co SAs/NPs CNF possessed a very high ORR activity (E1/2 of the Co SAs/NPs CNF catalyst is 0.83 V (vs. RHE)), and outstanding catalytic performance and stability when used as the air-electrode catalyst in rechargeable ZABs (152.32 mW cm−2, 1000.58 mWh gZn−1, and over 1300 cycles at a current density of 5 mA cm−2). The Co SAs and Co NPs cooperated to improve electron and proton transfer processes during ORR. Theoretical calculations revealed that the presence of adjacent Co NPs optimized the electronic structure of the isolated Co-N4 sites, significantly lowering the energy barriers for the rate-determining step in ORR (adsorption of *OOH) and thereby delivering outstanding ORR performance. This work reveals that the combination of supported single-atom sites and metal nanoparticles can be highly beneficial for ORR electrocatalysis, outperforming catalysts containing only Co SAs or Co NPs.
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
Knoact发布了新的文献求助10
刚刚
FAN完成签到,获得积分10
1秒前
刘轩完成签到,获得积分10
1秒前
李健的应助被LICHT采纳,获得30
1秒前
斯文败类的应助被罐罐采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
ZoeyD发布了新的文献求助10
3秒前
善良安荷发布了新的文献求助10
4秒前
笑点低的衬衫完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
小汤发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
jewel9发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
123发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
KasenDen发布了新的文献求助10
9秒前
斯文败类的应助被LICHT采纳,获得30
10秒前
CodeCraft的应助被86采纳,获得10
11秒前
splemeth发布了新的文献求助10
11秒前
赘婿的应助被ye采纳,获得10
12秒前
12秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
Binbin完成签到,获得积分10
13秒前
zyyyy发布了新的文献求助10
13秒前
我是老大的应助被ZoeyD采纳,获得10
14秒前
Hello的应助被善良安荷采纳,获得10
14秒前
彭于晏的应助被如意的向真采纳,获得10
14秒前
15秒前
王小海111完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
Enigma_GEB的应助被qiukeyingying采纳,获得20
16秒前
deng发布了新的文献求助10
16秒前
温婉的慕凝完成签到,获得积分10
16秒前
整齐的慕卉的应助被xback采纳,获得30
16秒前
000发布了新的文献求助10
17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
CODESSA Version 2.13 for Windows 2000
Agricultural Ecology (Liao Yuncheng & Lin Wenxiong) 1000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
Derham on the Law of Set Off (德勒姆论抵消法/第五版) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7845089
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9365444
关于积分的说明 20646009
捐赠科研通 7441098
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3341308
关于科研通互助平台的介绍 2485164
邀请新用户注册赠送积分活动 2363702