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
刚刚
华仔应助郑雯予采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
WWK13发布了新的文献求助10
1秒前
cyd2007cyd发布了新的文献求助10
1秒前
孤央完成签到,获得积分10
2秒前
无辜千柳发布了新的文献求助10
2秒前
Akim应助昌莆采纳,获得10
2秒前
领导范儿应助lvlvlvsh采纳,获得10
2秒前
breeder发布了新的文献求助10
2秒前
朴素听云完成签到,获得积分10
2秒前
星辰大海应助周一一采纳,获得10
3秒前
谦让乐曲发布了新的文献求助10
3秒前
螳螂腿子完成签到,获得积分10
3秒前
twilight完成签到,获得积分10
3秒前
聪慧静柏完成签到,获得积分10
4秒前
飞快的柚子完成签到,获得积分10
4秒前
dde应助不爱吃banana的猴子采纳,获得10
4秒前
hsy309完成签到,获得积分10
4秒前
指鹿为马发布了新的文献求助10
4秒前
Luobing完成签到,获得积分10
4秒前
lina完成签到 ,获得积分10
5秒前
周全敏完成签到 ,获得积分10
5秒前
SC完成签到,获得积分10
5秒前
Somnolence咩完成签到,获得积分10
5秒前
Galaxee发布了新的文献求助10
6秒前
Joshua发布了新的文献求助10
6秒前
烟花应助大龙采纳,获得10
6秒前
Titi完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
张学米发布了新的文献求助10
7秒前
jay2000完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
彭于晏应助贪玩满天采纳,获得10
7秒前
tiantian8715完成签到,获得积分10
7秒前
leslie发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
9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
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
The Oxford Handbook of Digital Classical Studies 550
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 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 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7620666
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9195723
关于积分的说明 19709982
捐赠科研通 7192071
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3272601
关于科研通互助平台的介绍 2435109
邀请新用户注册赠送积分活动 2267726