Single atomic Fe-dispersed hollow carbon spheres coated with Co3O4 synergistically catalyze oxygen reduction and oxygen evolution reactions

过电位 电催化剂 纳米颗粒 碳纤维 化学工程 电化学 氧气 催化作用 材料科学 纳米结构 电子转移 析氧 化学 纳米技术 电极 光化学 物理化学 有机化学 复合材料 复合数 工程类
作者
Zhuang Shi,Wei Yan,Feng Hao,Hao Song,Zhen Fu,Hongyan Zhuo,Wenmiao Chen,Yanli Chen
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier BV]
卷期号:502: 144871-144871 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2024.144871
摘要

It is highly expected to construct an efficient electrocatalyst having dual active sites that can simultaneously catalyze both oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) in Zn-air batteries (ZABs). In this study, a new core-shell nanostructure (Co3O4/Fe-N4/HCS) consisting of single atomic Fe (Fe-N4)-dispersed hollow carbon spheres (Fe-N4/HCS) coated with Co3O4 nanoparticles (NPs) were successfully synthesized with SiO2 templates by a coating-polymerization-etching preparation strategy. Benefit from a synergistic effect of Co3O4 and Fe-N4 dual active species with unique HCS structure, Co3O4/Fe-N4/HCS displayed outstanding activity in both ORR (half-wave potential = 0.88 V) and OER (overpotential at 10 mA cm−2 = 0.33 V), respectively. Meanwhile, compared to Co3O4/Fe-N4/C with Co3O4 NPs on Fe-N4/C, Co3O4/Fe-N4/HCS with Co3O4 NPs on Fe-N4/HCS exhibits a higher stability during electrochemical processes depending on the stronger interaction between the Co3O4 NPs and atomic dispersed Fe-N4 sites embedded in unique HCS structure. Particularly, the ZABs fabricated by Co3O4/Fe-N4/HCS demonstrates a higher specific capacity (688.7 mAh gZn−1) and superior cycling durability over 80 h. The presence of the electron transfer from Co3O4 to Fe-N4 in Co3O4/Fe-N4/HCS, enables Fe-N4 bonded carbon electron deficiency. This promotes the deposition of Co3O4 NPs and enhances metal-HCS support interactions, which combined with a protecting effect of hollow carbon spherical shell on Co3O4 NPs inside the shell, achieving excellent catalytic stability. This research introduces a novel approach to design dual active sites as high-performance bifunctional ORR/OER catalysts.
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
英俊的铭的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
上官若男的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
华仔的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
3秒前
tjc完成签到 ,获得积分10
4秒前
zsj发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
桂柏发布了新的文献求助10
5秒前
Dddd完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
jianglei发布了新的文献求助10
9秒前
所所的应助被刻苦的晓槐采纳,获得10
9秒前
rx123完成签到,获得积分10
9秒前
zzz完成签到,获得积分10
11秒前
桐桐的应助被柚子采纳,获得10
11秒前
dddd完成签到 ,获得积分10
11秒前
烟花的应助被了了采纳,获得10
13秒前
徐柯完成签到 ,获得积分10
13秒前
小蘑菇的应助被大宝剑2号采纳,获得10
13秒前
77顺利毕业完成签到,获得积分20
13秒前
魏伯安发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
寒冷的饼干完成签到 ,获得积分10
18秒前
20秒前
20秒前
CipherSage的应助被xixijoy采纳,获得10
21秒前
21秒前
NexusExplorer的应助被伊莎贝拉采纳,获得10
23秒前
Hello的应助被爱迟到的板栗采纳,获得20
24秒前
24秒前
木易学苑发布了新的文献求助30
24秒前
耍酷饼干发布了新的文献求助10
24秒前
夜话风陵杜完成签到 ,获得积分0
26秒前
灵芝草完成签到 ,获得积分10
26秒前
大宝剑2号发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
A Will for the Machine: Computerization, Automation, and the Arts in South Africa 400
Decentring Leadership 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7809172
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9341483
关于积分的说明 20506758
捐赠科研通 7401682
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3329025
关于科研通互助平台的介绍 2475812
邀请新用户注册赠送积分活动 2347588