Co3Fe7/CoCx nanoparticles encapsulated in nitrogen-doped carbon nanotubes synergistically promote the oxygen reduction reaction in Zn-air batteries

催化作用 纳米颗粒 碳纳米管 材料科学 化学工程 可逆氢电极 热解 碳纤维 电化学 纳米技术 无机化学 化学 电极 复合数 有机化学 工作电极 物理化学 复合材料 工程类
作者
Xiao Liu,Wanqing Yu,Jing Liu,Sunrui Luan,Wenyu Pei,Xuejing Cui,Luhua Jiang
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:655: 427-438 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.11.034
摘要

Efficient and stable non-precious metal catalysts (NPMCs) for the oxygen reduction reaction (ORR) are crucial for the advancement of Zn-air batteries. Herein, we report a supramolecular self-scarifying template and confinement pyrolysis strategy to obtain an efficient ORR catalyst of well-dispersed Co3Fe7/CoCx heterostructure nanoparticles encapsulated by nitrogen-doped carbon nanotubes (Co3Fe7/CoCx@N-CNT). The as-synthesized Co3Fe7/CoCx@N-CNT catalyst exhibited outstanding ORR activity, with a half-wave potential of 0.88 V versus a reversible hydrogen electrode, and good stability. The Zn-air battery based on the Co3Fe7/CoCx@N-CNT cathode achieved a peak power density of 265 mW cm−2 and a durability of over 200 h, which is superior to most reported NPMCs and even the Pt/C counterpart. The physical characterization and electrochemical poisoning experiments revealed that the Co3Fe7/CoCx nanoparticles in the core along with pyridine N and Fe–Nx hosted in the carbon nanotube all acted as active sites for the ORR. Further theoretical calculations showed that the charge redistribution between the Co3Fe7/CoCx nanoparticles and the Fe–Nx carbon overlayers downshifted the d-band center of Fe and optimized the adsorption ability, which boosted the ORR kinetics. This work provides an effective strategy to synthesize non-precious metal ORR catalysts with multiple active sites and highlights the synergistic role of encapsulated nanoparticles and carbon support.
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
1秒前
张顺顺发布了新的文献求助10
1秒前
干净土豆发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
大方忆秋完成签到,获得积分10
1秒前
神勇的晟睿完成签到,获得积分10
1秒前
鲤鱼怀绿完成签到,获得积分10
2秒前
sky123完成签到,获得积分10
2秒前
Crystal完成签到,获得积分10
3秒前
无辜念文完成签到,获得积分10
3秒前
激昂的幻梦完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
YY发布了新的文献求助10
4秒前
刻苦冷菱完成签到,获得积分20
4秒前
大胆海燕完成签到 ,获得积分10
4秒前
顾矜应助可爱的沛珊采纳,获得10
4秒前
fouli完成签到,获得积分10
5秒前
saladwoman关注了科研通微信公众号
5秒前
河豚发布了新的文献求助10
5秒前
dildil完成签到,获得积分10
5秒前
出水的芙蓉完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
Ninico完成签到,获得积分10
6秒前
kytlzq完成签到,获得积分10
6秒前
香蕉觅云应助爱睡午觉采纳,获得10
7秒前
充电宝应助干净土豆采纳,获得10
7秒前
嘉子完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
N维度完成签到,获得积分10
7秒前
张帅完成签到,获得积分10
7秒前
大观天下发布了新的文献求助10
8秒前
我想静静完成签到 ,获得积分10
8秒前
辞树完成签到,获得积分10
9秒前
ohh完成签到,获得积分10
9秒前
研友Bn完成签到 ,获得积分10
9秒前
wdluhe完成签到,获得积分10
9秒前
Bruce完成签到,获得积分10
10秒前
tanhaili完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
高分求助中
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
宽禁带半导体紫外光电探测器 388
Case Research: The Case Writing Process 300
Global Geological Record of Lake Basins 300
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 3142903
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2793842
关于积分的说明 7808116
捐赠科研通 2450156
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1303665
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627017
版权声明 601350