Mil-101(Fe)-Derivatized Cathode as an Efficient Oxygen Electrocatalyst for Rechargeable Zn-Air Battery

电池(电) 过电位 析氧 催化作用 电催化剂 阴极 电化学 杂原子 材料科学 介孔材料 化学工程 纳米技术 化学 电极 无机化学 有机化学 物理化学 戒指(化学) 功率(物理) 物理 量子力学 工程类
作者
Long Hao,Rui Guo,Ting Yu,Chunming Liu,Jingbi You,Hangzhou Zhang
标识
DOI:10.2139/ssrn.4695712
摘要

The exploration of multifunctional electrocatalysts with cost-effective and high kinetic activity for oxygen evolution reaction (OER) and oxygen reduction reaction (ORR) is crucial for the development of advanced energy conversion and storage equipment. Herein, A novel hierarchical mesoporous/macropores MIL-101(Fe) derivative carbon catalyst material was prepared by a simple molten ZnCl2-assisted synthesis route. Specifically, 1H-benzotriazole (BTA) organic ligands were intentionally introduced as nitrogen sources in order to induce the formation of charge-rich regions through an electronegative nitrogen doping control strategy, and most importantly, the lone pair electron-rich nature of element N could facilitate the separation and anchoring of iron species enchanted the utilization rate of active sites. Because of these properties, the as-prepared catalyst (denoted as FeSACs/NxC) possesses unrivalled bifunction electrocatalytic activity and durability for the ORR and OER. The FeSACs/N1.25C as working electrode exhibits a quite satisfactory electrochemical performance for the ORR (half-wave potential of 0.82 V) and OER (a small overpotential of 302 mV at 10 mA cm−2) in the classic three-electrode configuration. Moreover, the FeSACs/N1.25C-based air cathode imparts encouraging performance in a rechargeable Zn–air battery prototype with an open-circuit voltage of 1.45 V, a specific capacity of 792.16 mAh g−1, an energy density of 871.38 Wh kg−1, and excellent stability for 120 h. This work has opened the way for the development of low-cost, fast kinetic and stable non-noble metal multifunctional catalysts.

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
zys完成签到 ,获得积分10
刚刚
renshiq完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
科目三应助orchid采纳,获得10
3秒前
3秒前
陶醉之玉完成签到,获得积分10
4秒前
Maddy完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
bobobo发布了新的文献求助10
5秒前
Enkcy发布了新的文献求助10
5秒前
CGEA完成签到,获得积分10
5秒前
wuyuan完成签到,获得积分10
6秒前
酷波er应助臻灏采纳,获得10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
风驻云停完成签到,获得积分10
8秒前
Ava应助隔壁的邻家小兴采纳,获得10
10秒前
等待的道消完成签到 ,获得积分10
10秒前
无极微光应助过时的访梦采纳,获得20
10秒前
xiaoxie发布了新的文献求助20
11秒前
11秒前
11秒前
呐呐呐发布了新的文献求助10
13秒前
情怀应助carrotyi采纳,获得10
14秒前
千树怜发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
17秒前
orchid发布了新的文献求助10
18秒前
小尚完成签到,获得积分10
18秒前
小小咸鱼完成签到 ,获得积分10
19秒前
summer完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
Frank完成签到,获得积分10
20秒前
Criminology34发布了新的文献求助300
21秒前
嘿嘿应助乾澪怀新采纳,获得10
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
happy星发布了新的文献求助10
24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
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 9000
Encyclopedia of the Human Brain Second Edition 8000
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
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Real World Research, 5th Edition 680
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 5685045
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5040038
关于积分的说明 15185849
捐赠科研通 4844104
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2597110
邀请新用户注册赠送积分活动 1549690
关于科研通互助平台的介绍 1508176