Doping Effect on Mesoporous Carbon-Supported Single-Site Bifunctional Catalyst for Zinc–Air Batteries

双功能 介孔材料 材料科学 催化作用 兴奋剂 碳纤维 双功能催化剂 无机化学 纳米技术 化学 化学工程 冶金 有机化学 复合数 光电子学 复合材料 工程类
作者
Jian Sheng,Sida Sun,Guodong Jia,Sheng Zhu,Yan Li
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:16 (10): 15994-16002 被引量:103
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c03565
摘要

Rechargeable zinc-air batteries (ZABs) require bifunctional electrocatalysts presenting high activity in oxygen reduction/evolution reactions (ORR/OER), but the single-site metal-N-C catalysts suffer from their low OER activity. Herein, we designed a series of single-site Fe-N-C catalysts, which present high surface area and good conductivity by incorporating into mesoporous carbon supported on carbon nanotubes, to study the doping effect of N and P on the bifunctional activity. The additional P-doping dramatically increased the content of active pyridine-N and introduced P-N/C/O sites, which not only act as extra active sites but also regulate the electron density of Fe centers to optimize the absorption of oxygenated intermediates, thereby ultimately improving the bifunctional activity of Fe-N-C sites. The optimized catalyst displayed a half-wave potential of 0.882 V for ORR and a low overpotential of 365 mV at 10 mA cm-2 for OER, which significantly outperforms the counterpart without P, as well as noble-metal-based catalysts. The ZABs with air cathodes containing the N,P-co-doped catalysts exhibited a high peak power density of 201 mW cm-2 and a long cycling stability beyond 600 h. Doping has shown to be an effective way to optimize the performance of single-site catalysts in bifunctional oxygen electrocatalysis, which can be extended to other catalyst systems.
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
鱼女士完成签到,获得积分10
2秒前
余健完成签到,获得积分10
2秒前
海比天蓝完成签到,获得积分10
4秒前
开放素完成签到 ,获得积分10
4秒前
云墨完成签到 ,获得积分10
5秒前
闫佳美完成签到,获得积分10
5秒前
ittt完成签到,获得积分10
5秒前
于雪晴关注了科研通微信公众号
5秒前
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI2S应助ittt采纳,获得10
13秒前
Liii完成签到,获得积分10
16秒前
谦让成协完成签到,获得积分10
17秒前
伊yan完成签到 ,获得积分10
17秒前
Beyond完成签到,获得积分10
17秒前
许自通完成签到,获得积分10
19秒前
李在猛完成签到 ,获得积分10
22秒前
一屿完成签到,获得积分10
22秒前
@A完成签到,获得积分10
27秒前
缓慢冥幽完成签到,获得积分10
27秒前
yydragen应助Yun采纳,获得50
30秒前
YYY完成签到,获得积分10
30秒前
十一完成签到,获得积分10
31秒前
时尚雨兰完成签到,获得积分10
32秒前
高高从霜完成签到 ,获得积分10
34秒前
shendy完成签到,获得积分10
34秒前
36秒前
蒋中豪2.0完成签到 ,获得积分10
37秒前
观妙散人完成签到,获得积分10
38秒前
默默的巧蕊完成签到,获得积分10
38秒前
蔡翌文完成签到 ,获得积分10
39秒前
小马甲应助ding采纳,获得10
40秒前
kyt完成签到 ,获得积分10
41秒前
lyb完成签到 ,获得积分10
42秒前
lun发布了新的文献求助10
43秒前
carly完成签到 ,获得积分10
43秒前
123完成签到,获得积分10
43秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
43秒前
雪上一枝蒿完成签到,获得积分10
44秒前
feng完成签到,获得积分10
45秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Atlas of Interventional Pain Management 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4008855
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3548508
关于积分的说明 11299006
捐赠科研通 3283151
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810290
邀请新用户注册赠送积分活动 886000
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811220