Boron in the Second Coordination Sphere of Fe Single Atom Boosts the Oxygen Reduction Reaction

催化作用 材料科学 氧还原反应 活动中心 Atom(片上系统) 协调球 电解质 结晶学 无机化学 物理化学 冶金 金属 有机化学 化学 电化学 电极 计算机科学 嵌入式系统
作者
Yan Yang,Gang Wang,Shuangshuang Zhang,Chi Jiao,Xiaoyan Wu,Chenbing Pan,Junjie Mao,Yan Liu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (13): 16224-16231 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsami.4c00148
摘要

Metal single atoms coordinated with four nitrogen atoms (M1N4) are regarded as tremendously promising catalysts for the electrocatalytic oxygen reduction reaction (ORR). Nevertheless, the strong bond intensity between the metal center and the O atom in oxygen-containing intermediates significantly limits the ORR activity of M1N4. Herein, the catalytically active B atom is successfully introduced into the second coordination sphere of the Fe single atom (Fe1N4-B-C) to realize the alternative binding of B and O atoms and thus facilitate the ORR activity. Compared with the pristine Fe1N4 catalyst, the synthesized Fe1N4-B-C catalyst exhibits improved ORR catalytic capability with a half-wave potential (E1/2) of 0.80 V and a kinetic current density (JK) of 5.32 mA cm–2 in acid electrolyte. Moreover, in an alkaline electrolyte, the Fe1N4-B-C catalyst displays remarkable ORR activity with E1/2 of 0.87 V and JK of 8.94 mA cm–2 at 0.85 V, outperforming commercial Pt/C. Notably, the mechanistic study has revealed that the active center is the B atom in the second coordination shell of the Fe1N4-B-C catalyst, which avoids the direct bonding of Fe–O. The B center has a moderate binding force to the ORR intermediate, which flattens the ORR energy diagram and thereby improves the ORR performance. Therefore, this study offers a novel strategy for tailoring catalytic performance by tuning the active center of single-atom catalyst.
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
惑感完成签到 ,获得积分10
刚刚
LC完成签到,获得积分10
刚刚
3秒前
l玖应助zy采纳,获得10
3秒前
小格调发布了新的文献求助60
4秒前
4秒前
XFF发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
赵一丁完成签到,获得积分10
8秒前
zxp完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
浑映之完成签到 ,获得积分10
9秒前
gg完成签到,获得积分10
12秒前
赶路人发布了新的文献求助10
14秒前
彼岸花完成签到,获得积分10
15秒前
龚仕杰完成签到 ,获得积分10
15秒前
YoungDoctor完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
fbbggb完成签到,获得积分10
20秒前
乐正念云发布了新的文献求助30
22秒前
后知后觉完成签到,获得积分10
22秒前
请叫我托蒂完成签到,获得积分20
24秒前
鹿飞扬完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
可靠的凌波关注了科研通微信公众号
28秒前
30秒前
du发布了新的文献求助10
30秒前
所所应助XFF采纳,获得10
32秒前
32秒前
lpt完成签到 ,获得积分10
33秒前
泠风来完成签到,获得积分10
33秒前
qyang发布了新的文献求助10
35秒前
忧郁绣连发布了新的文献求助10
35秒前
只想睡大觉完成签到,获得积分10
36秒前
元谷雪应助多肉考拉采纳,获得10
37秒前
38秒前
嘟嘟大魔王完成签到,获得积分20
38秒前
初心完成签到,获得积分10
40秒前
smm完成签到 ,获得积分10
42秒前
42秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
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 3137511
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788516
关于积分的说明 7786944
捐赠科研通 2444783
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1300018
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625770
版权声明 601023