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 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
涯123完成签到,获得积分10
刚刚
SciGPT应助lyy采纳,获得10
刚刚
3秒前
纔比发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
隐形曼青应助郭竞阳采纳,获得10
7秒前
星辰大海应助郭竞阳采纳,获得10
7秒前
乐乐应助郭竞阳采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.1应助吉77采纳,获得10
7秒前
木头完成签到 ,获得积分10
8秒前
ZR发布了新的文献求助10
9秒前
Jim完成签到,获得积分0
10秒前
wrr完成签到,获得积分0
10秒前
星辰大海应助Egal采纳,获得10
10秒前
贝塔发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
成长的点滴完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
fengliurencai完成签到,获得积分10
13秒前
小熊完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Jasper应助酷酷珠采纳,获得10
14秒前
淡然柚子发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
求求了完成签到,获得积分10
16秒前
鱼柒发布了新的文献求助10
17秒前
Jasper应助zzz采纳,获得10
17秒前
malistm发布了新的文献求助10
18秒前
高高完成签到,获得积分10
20秒前
七友完成签到,获得积分10
21秒前
LL完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
君子儒完成签到,获得积分10
25秒前
叫我啵啵就好了完成签到,获得积分10
25秒前
吉77发布了新的文献求助10
25秒前
zhuni2025完成签到,获得积分10
25秒前
ROSY完成签到,获得积分20
26秒前
26秒前
大模型应助纯真的初阳采纳,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
Cronologia da história de Macau 5000
Braunwald’s Heart Disease, 2 Vol Set A Textbook of Cardiovascular Medicine 13th Edition 1000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6999023
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8674404
关于积分的说明 18392791
捐赠科研通 6474912
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3099906
关于科研通互助平台的介绍 2163996
邀请新用户注册赠送积分活动 2076307