Balancing Edge Defects and Graphitization in a Pt–Fe/Carbon Electrocatalyst for High‐Power‐Density and Durable Flow Seawater‐Al/Acid Hybrid Fuel Cells and Zn–Air Batteries

材料科学 电催化剂 催化作用 化学工程 碳纤维 吸附 纳米颗粒 阴极 功率密度 纳米技术 复合材料 电极 化学 电化学 有机化学 功率(物理) 物理 物理化学 复合数 工程类 量子力学
作者
Hao Li,Mengtian Zhang,Mi Wang,Ming‐Hao Du,Zijian Wang,Yongxing Zou,Guangxing Pan,Jiaheng Zhang
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
标识
DOI:10.1002/advs.202308923
摘要

Abstract Overcoming the trade‐off between the graphitization of the carbon substrate and enhanced electronic metal–support interaction (EMSI) and intrinsic activity of Pt‐C catalysts remains a major challenge for ensuring the durable operation of energy conversion devices. This article presents a hybrid catalyst consisting of PtFe nanoparticles and single Pt and Fe atoms supported on N‐doped carbon (PtFe NPs @PtFe SAs ‐N‐C), which exhibits improved activities in hydrogen evolution and oxygen reduction reactions (HER and ORR, respectively) and has excellent durability owing to the high graphitization, rich edge defects, and porosity of the carbon in PtFe NPs @PtFe SAs ‐N‐C, as well as strong EMSI between the PtFe nanoparticles and edge‐defective carbon embedded with Pt and Fe atoms. According to theoretical calculations, the strong EMSI optimizes the H* adsorption–desorption and facilitates the adsorption OOH*, accelerating the HER and ORR processes. A novel flow seawater‐Al/acid hybrid fuel cell using the PtFe NPs @PtFe SAs ‐N‐C cathode can serve as a high‐efficiency energy conversion device that delivers a high power density of 109.5 mW cm −2 while producing H 2 at a significantly high rate of 271.6 L m −2 h −1 . Moreover, PtFe NPs @PtFe SAs ‐N‐C exhibits a remarkable performance (high power density of 298.0 mW cm −2 and long‐term durability of 1000 h) in a flow Zn–air battery.

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
刚刚
星辰大海应助jhc采纳,获得10
1秒前
peng完成签到 ,获得积分10
1秒前
9239完成签到 ,获得积分10
1秒前
科研通AI2S应助坚强的严青采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
qwe123完成签到,获得积分10
3秒前
Destiny发布了新的文献求助10
3秒前
qqa完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
Yu完成签到,获得积分10
4秒前
Dream发布了新的文献求助10
4秒前
ran完成签到 ,获得积分10
4秒前
Berberin完成签到,获得积分10
5秒前
restar23发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
NexusExplorer应助SXR采纳,获得10
6秒前
嵩易凯发布了新的文献求助10
6秒前
思源应助TZ采纳,获得10
7秒前
尊敬小丸子完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
Master-wang完成签到,获得积分10
8秒前
科目三应助永葆一颗童心采纳,获得10
8秒前
tang_c完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
10秒前
共享精神应助mm采纳,获得10
10秒前
浮生如梦完成签到,获得积分10
10秒前
爱学习的小白完成签到 ,获得积分10
10秒前
陶醉的鱼完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
Yu发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
Ava应助调皮的背包采纳,获得10
11秒前
菠萝完成签到,获得积分10
12秒前
搜集达人应助柒柒采纳,获得10
12秒前
高分求助中
Exploring Mitochondrial Autophagy Dysregulation in Osteosarcoma: Its Implications for Prognosis and Targeted Therapy 4000
Impact of Mitophagy-Related Genes on the Diagnosis and Development of Esophageal Squamous Cell Carcinoma via Single-Cell RNA-seq Analysis and Machine Learning Algorithms 2000
Migration and Wellbeing: Towards a More Inclusive World 1000
Green Transition Impacts on the Economy, Society, and Environment 600
QMS18Ed2 | process management. 2nd ed 600
晶体非线性光学:带有 SNLO 示例(第二版) 570
LNG as a marine fuel—Safety and Operational Guidelines - Bunkering 560
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2951797
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2614154
关于积分的说明 7040660
捐赠科研通 2252130
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1194996
版权声明 590694
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 584476