Salt Effect Engineering Single Fe‐N2P2‐Cl Sites on Interlinked Porous Carbon Nanosheets for Superior Oxygen Reduction Reaction and Zn‐Air Batteries

催化作用 电催化剂 碳纤维 纳米片 化学工程 材料科学 纳米技术 金属 化学 电化学 物理化学 电极 有机化学 冶金 复合材料 工程类 复合数
作者
Xiaojie Tan,Jinqiang Zhang,Fengliang Cao,Yachao Liu,Hao Yang,Qiang Zhou,Xudong Li,Rui Wang,Zhongtao Li,Han Hu,Qingshan Zhao,Mingbo Wu
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:11 (12) 被引量:38
标识
DOI:10.1002/advs.202306599
摘要

Abstract Developing efficient metal‐nitrogen‐carbon (M‐N‐C) single‐atom catalysts for oxygen reduction reaction (ORR) is significant for the widespread implementation of Zn‐air batteries, while the synergic design of the matrix microstructure and coordination environment of metal centers remains challenges. Herein, a novel salt effect‐induced strategy is proposed to engineer N and P coordinated atomically dispersed Fe atoms with extra‐axial Cl on interlinked porous carbon nanosheets, achieving a superior single‐atom Fe catalyst (denoted as Fe‐NP‐Cl‐C) for ORR and Zn‐air batteries. The hierarchical porous nanosheet architecture can provide rapid mass/electron transfer channels and facilitate the exposure of active sites. Experiments and density functional theory (DFT) calculations reveal the distinctive Fe‐N 2 P 2 ‐Cl active sites afford significantly reduced energy barriers and promoted reaction kinetics for ORR. Consequently, the Fe‐NP‐Cl‐C catalyst exhibits distinguished ORR performance with a half‐wave potential (E 1/2 ) of 0.92 V and excellent stability. Remarkably, the assembled Zn‐air battery based on Fe‐NP‐Cl‐C delivers an extremely high peak power density of 260 mW cm −2 and a large specific capacity of 812 mA h g −1 , outperforming the commercial Pt/C and most reported congeneric catalysts. This study offers a new perspective on structural optimization and coordination engineering of single‐atom catalysts for efficient oxygen electrocatalysis and energy conversion 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
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
Sweet发布了新的文献求助10
刚刚
善学以致用应助徐新雨采纳,获得10
刚刚
瓜子完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
Avery完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
每天都想发文章完成签到,获得积分10
2秒前
王恒完成签到,获得积分10
3秒前
英俊的铭应助哇哇哇哇采纳,获得10
3秒前
llt发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
踏实孤容完成签到,获得积分10
5秒前
月亮发布了新的文献求助10
5秒前
jiji完成签到,获得积分20
6秒前
smottom应助研友_8Y26PL采纳,获得10
6秒前
Rzz完成签到,获得积分10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
dddd完成签到,获得积分10
7秒前
勤奋一一应助smallsix采纳,获得10
9秒前
10秒前
11秒前
Owen应助谨慎枫叶采纳,获得10
11秒前
12333发布了新的文献求助10
11秒前
Xuan完成签到,获得积分10
12秒前
SciGPT应助不二子采纳,获得10
13秒前
kk0612完成签到,获得积分20
13秒前
diyanbruker发布了新的文献求助10
13秒前
zwyingg发布了新的文献求助10
15秒前
11发布了新的文献求助10
15秒前
Momomo举报咔咔咔咔求助涉嫌违规
15秒前
keyanlv发布了新的文献求助10
15秒前
Sweet完成签到,获得积分20
16秒前
16秒前
希望天下0贩的0应助ccshi采纳,获得10
17秒前
小婕是小婕完成签到,获得积分10
18秒前
刘杭完成签到,获得积分20
18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 12000
(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
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
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 5694202
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5096252
关于积分的说明 15213274
捐赠科研通 4850853
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2602038
邀请新用户注册赠送积分活动 1553878
关于科研通互助平台的介绍 1511814