High Durability of Fe–N–C Single‐Atom Catalysts with Carbon Vacancies toward the Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Media

催化作用 材料科学 溶解 金属 吸附 密度泛函理论 碳纤维 空位缺陷 Atom(片上系统) 化学工程 纳米技术 物理化学 化学 计算化学 结晶学 有机化学 复合材料 冶金 嵌入式系统 工程类 复合数 计算机科学
作者
Hao Tian,Ailing Song,Peng Zhang,Kaian Sun,Jingjing Wang,Bing Sun,Qiaohui Fan,Guangjie Shao,Chen Chen,Hao Liu,Yadong Li,Guoxiu Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (14): e2210714-e2210714 被引量:436
标识
DOI:10.1002/adma.202210714
摘要

Abstract Single‐atom catalysts (SACs) have attracted extensive interest to catalyze the oxygen reduction reaction (ORR) in fuel cells and metal–air batteries. However, the development of SACs with high selectivity and long‐term stability is a great challenge. In this work, carbon vacancy modified Fe–N–C SACs (Fe H –N–C) are practically designed and synthesized through microenvironment modulation, achieving high‐efficient utilization of active sites and optimization of electronic structures. The Fe H –N–C catalyst exhibits a half‐wave potential ( E 1/2 ) of 0.91 V and sufficient durability of 100 000 voltage cycles with 29 mV E 1/2 loss. Density functional theory (DFT) calculations confirm that the vacancies around metal–N 4 sites can reduce the adsorption free energy of OH*, and hinder the dissolution of metal center, significantly enhancing the ORR kinetics and stability. Accordingly, Fe H –N–C SACs presented a high‐power density and long‐term stability over 1200 h in rechargeable zinc–air batteries (ZABs). This work will not only guide for developing highly active and stable SACs through rational modulation of metal–N 4 sites, but also provide an insight into the optimization of the electronic structure to boost electrocatalytical performances.
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
2秒前
ASDGFJFK完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
哈哈完成签到 ,获得积分10
5秒前
优雅冷菱完成签到,获得积分20
7秒前
二师兄小刘完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
sfdghik完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
13秒前
自信的易云完成签到 ,获得积分10
13秒前
星辰大海应助CJH采纳,获得10
13秒前
锦慜完成签到 ,获得积分10
14秒前
XuBo完成签到,获得积分20
16秒前
细腻听白发布了新的文献求助100
16秒前
pluto应助诗谙采纳,获得10
17秒前
张翊心发布了新的文献求助10
17秒前
鲸落发布了新的文献求助10
17秒前
jjjcy发布了新的文献求助10
19秒前
想人陪的远锋完成签到,获得积分10
19秒前
lzq671发布了新的文献求助10
19秒前
豆豆的姐姐完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
20秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
24秒前
CHANYEOL完成签到 ,获得积分10
24秒前
鱼可完成签到 ,获得积分10
24秒前
烟花应助蓝天采纳,获得10
25秒前
搜集达人应助咻咻采纳,获得10
25秒前
科研通AI6.2应助张KT采纳,获得10
27秒前
烂漫起眸完成签到,获得积分10
27秒前
晨晨尼完成签到,获得积分10
29秒前
31秒前
32秒前
MelonSeed应助累啊采纳,获得10
32秒前
32秒前
35秒前
樊焕焕完成签到,获得积分20
36秒前
科研通AI6.4应助jjjcy采纳,获得10
36秒前
小马甲应助晓晓鹤采纳,获得10
37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
The Wiley Blackwell Companion to Diachronic and Historical Linguistics 3000
The impact of workplace variables on juvenile probation officers’ job satisfaction 1000
When the badge of honor holds no meaning anymore 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6282141
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8100972
关于积分的说明 16938034
捐赠科研通 5349144
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2843367
邀请新用户注册赠送积分活动 1820558
关于科研通互助平台的介绍 1677469