Engineering FeN4 active sites onto nitrogen-rich carbon with tubular channels for enhanced oxygen reduction reaction performance

氮气 氧还原反应 碳纤维 还原(数学) 氧气 氧还原 化学 化学工程 材料科学 纳米技术 电极 物理化学 有机化学 电化学 复合材料 数学 几何学 复合数 工程类
作者
Fenghong Lu,Kaicai Fan,Lixiu Cui,Bin Li,Yu Yang,Lingbo Zong,Lei Wang
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier]
卷期号:313: 121464-121464 被引量:84
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2022.121464
摘要

Nitrogen coordinated Fe single atoms (Fe-N x SAs) anchored in carbon support is one of the most efficient electrocatalysts for oxygen reduction reaction (ORR). Engineering the microenvironment of Fe-N x sites to achieve enhanced activity is still challenging. Herein, we theoretically demonstrate that nitrogen dopants in carbon skeletons can optimize the adsorption of ORR intermediates on Fe-N 4 sites. Then, we introduce a rational strategy to anchor Fe-N 4 sites in nitrogen-rich carbon support with abundant tubular channels (Fe-SAs@NCTCs). Fe-SAs@NCTCs exhibits encouraging ORR performance with a half-wave potential of 0.91 V in 0.1 M KOH and 0.80 V in 0.1 M HClO 4 . The assembled rechargeable Zn–air battery presents high power density and operates steadily with a narrow voltage gap of 0.76 V for 650 h. The results verify that the outstanding ORR activity can be attributed to the abundant nitrogen dopant, hierarchical porous structure, and abundant tubular channels. • DFT reveals that Fe-(N-C 2 ) 4 -2N achieves optimal adsorptions of ORR intermediates. • Fe-SAs@NCTCs possesses abundant Fe SAs in nitrogen-rich carbon support. • Hierarchical porous structure with tubular channels renders rapid mass transport. • Fe-SAs@NCTCs exhibits remarkable ORR performances in alkaline and acidic media. • Zn–air battery assembled using Fe-SAs@NCTCs shows excellent performance.
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
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
Yuanyuan发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
Hello应助TTTHANKS采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
忧郁小刺猬完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
flytime1115完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
谦让烤鸡完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
小雨完成签到,获得积分10
8秒前
君仔完成签到,获得积分10
9秒前
33完成签到,获得积分10
9秒前
易银辉发布了新的文献求助10
9秒前
动听的雪卉完成签到,获得积分10
11秒前
zkwgly发布了新的文献求助10
12秒前
马东发布了新的文献求助10
12秒前
胸大无肌完成签到,获得积分10
12秒前
hyscoll发布了新的文献求助10
12秒前
kkm发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
14秒前
勤奋一只完成签到,获得积分10
14秒前
史前巨怪完成签到,获得积分0
15秒前
lala发布了新的文献求助10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
阳光的虔纹完成签到 ,获得积分10
18秒前
CharlieYue发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5745664
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5428112
关于积分的说明 15353826
捐赠科研通 4885612
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2626862
邀请新用户注册赠送积分活动 1575370
关于科研通互助平台的介绍 1532109