Geometric and Electronic Engineering of Atomically Dispersed Copper‐Cobalt Diatomic Sites for Synergistic Promotion of Bifunctional Oxygen Electrocatalysis in Zinc–Air Batteries

双功能 电催化剂 析氧 过电位 材料科学 无机化学 氧气 电化学 催化作用 化学工程 化学 电极 物理化学 冶金 有机化学 工程类
作者
Zhijun Li,Siqi Ji,Chun Wang,Hongxue Liu,Leipeng Leng,Lei Du,Jincheng Gao,Man Qiao,J. Hugh Horton,Yu Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (25) 被引量:97
标识
DOI:10.1002/adma.202300905
摘要

The development of rechargeable zinc-air batteries is heavily dependent on bifunctional oxygen electrocatalysts to offer exceptional oxygen reduction/evolution reaction (ORR/OER) activities. However, the design of such electrocatalysts with high activity and durability is challenging. Herein, a strategy is proposed to create an electrocatalyst comprised of copper-cobalt diatomic sites on a highly porous nitrogen-doped carbon matrix (Cu-Co/NC) with abundantly accessible metal sites and optimal geometric and electronic structures. Experimental findings and theoretical calculations demonstrate that the synergistic effect of Cu-Co dual-metal sites with metal-N4 coordination induce asymmetric charge distributions with moderate adsorption/desorption behavior with oxygen intermediates. This electrocatalyst exhibits extraordinary bifunctional oxygen electrocatalytic activities in alkaline media, with a half-wave potential of 0.92 V for ORR and a low overpotential of 335 mV at 10 mA cm-2 for OER. In addition, it demonstrates exceptional ORR activity in acidic (0.85 V) and neutral (0.74 V) media. When applied to a zinc-air battery, it achieves extraordinary operational performance and outstanding durability (510 h), ranking it as one of the most efficient bifunctional electrocatalysts reported to date. This work demonstrates the importance of geometric and electronic engineering of isolated dual-metal sites for boosting bifunctional electrocatalytic activity in electrochemical energy devices.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
一次过完成签到,获得积分20
刚刚
2秒前
田様应助搬砖的化学男采纳,获得10
2秒前
魔幻海豚完成签到 ,获得积分10
3秒前
xuemibing完成签到,获得积分10
4秒前
圣甲虫完成签到 ,获得积分10
6秒前
y1rn完成签到,获得积分10
6秒前
涂楚捷发布了新的文献求助10
8秒前
subcrym完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
ding应助JSM采纳,获得1000
12秒前
lch23560应助线粒体小趴菜采纳,获得60
13秒前
14秒前
Zhuzhu完成签到 ,获得积分10
15秒前
mxy完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
小妤丸子完成签到,获得积分10
16秒前
hmm完成签到,获得积分10
16秒前
善学以致用应助青寻采纳,获得10
17秒前
17秒前
只只完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
22秒前
aaashirz_完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
涂楚捷发布了新的文献求助10
23秒前
qwe发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
28秒前
淡淡十三完成签到,获得积分10
29秒前
高贵的宛亦完成签到,获得积分10
30秒前
30秒前
獭獭完成签到,获得积分10
31秒前
31秒前
研友_nqv2WZ完成签到,获得积分10
31秒前
33秒前
33秒前
科研通AI2S应助时尚的菲音采纳,获得10
33秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3124684
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2775048
关于积分的说明 7725009
捐赠科研通 2430539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1291201
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 622091
版权声明 600323