Single-Atomic Ruthenium Catalytic Sites on Nitrogen-Doped Graphene for Oxygen Reduction Reaction in Acidic Medium

石墨烯 催化作用 电催化剂 电化学 无机化学 材料科学 电化学能量转换 甲醇 氧化物 氮气 可逆氢电极 化学 电极 纳米技术 工作电极 物理化学 有机化学 冶金
作者
Chenhao Zhang,Junwei Sha,Huilong Fei,Mingjie Liu,Sadegh Yazdi,Jibo Zhang,Qifeng Zhong,Xiaolong Zou,Naiqin Zhao,Haisheng Yu,Zheng Jiang,Emilie Ringe,Boris I. Yakobson,Juncai Dong,Dongliang Chen,James M. Tour
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:11 (7): 6930-6941 被引量:503
标识
DOI:10.1021/acsnano.7b02148
摘要

The cathodic oxygen reduction reaction (ORR) is essential in the electrochemical energy conversion of fuel cells. Here, through the NH3 atmosphere annealing of a graphene oxide (GO) precursor containing trace amounts of Ru, we have synthesized atomically dispersed Ru on nitrogen-doped graphene that performs as an electrocatalyst for the ORR in acidic medium. The Ru/nitrogen-doped GO catalyst exhibits excellent four-electron ORR activity, offering onset and half-wave potentials of 0.89 and 0.75 V, respectively, vs a reversible hydrogen electrode (RHE) in 0.1 M HClO4, together with better durability and tolerance toward methanol and carbon monoxide poisoning than seen in commercial Pt/C catalysts. X-ray adsorption fine structure analysis and aberration-corrected high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy are performed and indicate that the chemical structure of Ru is predominantly composed of isolated Ru atoms coordinated with nitrogen atoms on the graphene substrate. Furthermore, a density function theory study of the ORR mechanism suggests that a Ru-oxo-N4 structure appears to be responsible for the ORR catalytic activity in the acidic medium. These findings provide a route for the design of efficient ORR single-atom catalysts.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
FashionBoy应助vv采纳,获得10
刚刚
过时的访天完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
哈哈丫丫发布了新的文献求助10
2秒前
红茶发布了新的文献求助10
3秒前
善学以致用应助小于号采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
LHE完成签到,获得积分10
4秒前
香蕉觅云应助little forest采纳,获得10
5秒前
Jankin完成签到 ,获得积分10
6秒前
独特振家完成签到,获得积分10
6秒前
SJJ应助xh采纳,获得10
7秒前
ziyue发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
帅气男孩完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
kangkang完成签到,获得积分20
11秒前
科科完成签到,获得积分20
11秒前
歇洛克发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
xixo完成签到,获得积分10
11秒前
周鑫关注了科研通微信公众号
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
意明发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
小二郎应助SJR采纳,获得10
15秒前
jing完成签到,获得积分10
16秒前
小鱼完成签到,获得积分20
16秒前
RC_Wang发布了新的文献求助10
16秒前
小于号发布了新的文献求助10
17秒前
HLIMY发布了新的文献求助10
17秒前
晴朗完成签到 ,获得积分10
18秒前
hardhardwork发布了新的文献求助10
19秒前
NexusExplorer应助化学兔八哥采纳,获得10
19秒前
小蘑菇应助风的味道采纳,获得10
20秒前
无花果应助杜琛采纳,获得10
20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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
COATING AND DRYINGDEEECTSTroubleshooting Operating Problems 600
涂布技术与设备手册 600
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 5569832
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4655331
关于积分的说明 14710954
捐赠科研通 4596258
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2522334
邀请新用户注册赠送积分活动 1493439
关于科研通互助平台的介绍 1464032