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
2秒前
2秒前
WH应助科研通管家采纳,获得40
2秒前
zz发布了新的文献求助10
2秒前
miss张应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
4秒前
沉默幼丝发布了新的文献求助10
4秒前
MetalHead完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
肖肖完成签到,获得积分10
7秒前
瓦洛佳完成签到,获得积分10
8秒前
shmily完成签到,获得积分10
9秒前
管康淇发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
科研通AI6.1应助nini采纳,获得30
11秒前
kimiwanano完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
所所应助可靠的香魔采纳,获得10
12秒前
赘婿应助sherry采纳,获得10
13秒前
寒冷安柏发布了新的文献求助10
14秒前
汪欣怡发布了新的文献求助10
14秒前
科目三应助3152采纳,获得10
14秒前
17秒前
轮海发布了新的文献求助10
18秒前
英姑应助鲸鱼采纳,获得10
18秒前
科研通AI6.2应助BANANA采纳,获得10
20秒前
kkk完成签到 ,获得积分10
22秒前
超级的丹琴完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
鳗鱼衣完成签到 ,获得积分10
25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
Cronologia da história de Macau 5000
咳嗽・喀痰の診療ガイドライン第2版2025 800
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
The globalisation of real estate: the politics and practice of foreign real estate investment 500
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 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 7015282
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8688371
关于积分的说明 18417865
捐赠科研通 6504026
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3106813
关于科研通互助平台的介绍 2177615
邀请新用户注册赠送积分活动 2082678