A Single‐Atom Fe‐N‐C Catalyst with Ultrahigh Utilization of Active Sites for Efficient Oxygen Reduction

催化作用 吸附 材料科学 化学工程 多孔性 氧气 纳米技术 化学 有机化学 复合材料 工程类
作者
Xiang Ao,Yong Ding,Gyutae Nam,Luke Soule,Panpan Jing,Bote Zhao,Jee Youn Hwang,Ji‐Hoon Jang,Chundong Wang,Meilin Liu
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (30): e2203326-e2203326 被引量:98
标识
DOI:10.1002/smll.202203326
摘要

Abstract Fe‐N‐C single‐atom catalysts (SACs) are emerging as a promising class of electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) to replace Pt‐based catalysts. However, due to the limited loading of Fe for SACs and the inaccessibility of internal active sites, only a small portion of the sites near the external surface are able to contribute to the ORR activity. Here, this work reports a metal–organic framework‐derived Fe‐N‐C SAC with a hierarchically porous and concave nanoarchitecture prepared through a facile but effective strategy, which exhibits superior electrocatalytic ORR activity with a half‐wave potential of 0.926 V (vs RHE) in alkaline media and 0.8 V (vs RHE) in acidic media while maintaining excellent stability. The superior ORR activity of the as‐designed catalyst stems from the unique architecture, where the hierarchically porous architecture contains micropores as Fe SAC anchoring sites, meso‐/macro‐pores as accessible channels, and concave shell for increasing external surface area. The unique architecture has dramatically enhanced the utilization of previously blocked internal active sites, as confirmed by a high turnover frequency of 3.37 s −1 and operando X‐ray absorption spectroscopy analysis with a distinct shift of adsorption edge.
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
gjy完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
dxtmm发布了新的文献求助10
2秒前
qiuqiu发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
852应助小晓采纳,获得10
6秒前
yd发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
缓慢的秋荷完成签到,获得积分10
7秒前
干净的绿真完成签到 ,获得积分10
7秒前
hahaha发布了新的文献求助10
8秒前
赵田完成签到 ,获得积分10
10秒前
wykwhu发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
yd完成签到,获得积分10
12秒前
梁雪晴发布了新的文献求助10
13秒前
呆萌的呆萌完成签到,获得积分10
14秒前
SciGPT应助qiuqiu采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
完美世界应助夜月残阳采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
啵赞向前冲完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
wykwhu完成签到,获得积分10
19秒前
ZCZ发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
爆米花应助dicpll采纳,获得10
21秒前
21秒前
ai zs发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
22秒前
博慧完成签到 ,获得积分10
22秒前
安详凡松完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
TXQ完成签到,获得积分10
25秒前
本是个江湖散人完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Clinical effects of budesonide oxygen driving atomization on patients with chronic obstructive pulmonary disease at acute exacerbation phase 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7569539
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9149578
关于积分的说明 19567680
捐赠科研通 7155193
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3263356
关于科研通互助平台的介绍 2429201
邀请新用户注册赠送积分活动 2253685