Hollow-structured CoP nanotubes wrapped by N-doped carbon layer with interfacial charges polarization for efficiently boosting oxygen reduction/evolution reactions

极化(电化学) 氧气 Boosting(机器学习) 化学工程 材料科学 碳纳米管 纳米技术 图层(电子) 氧还原 化学 兴奋剂 电化学 氧还原反应 光电子学 有机化学 物理化学 电极 工程类 机器学习 计算机科学
作者
Bin Liu,Rongyue Wang,Yuan Yao,Jingling Ma,Yubo Sun,Jiafeng Wan,Ying Zhang,Siqi Wang,Jinlong Zou
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:431: 133238-133238 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.133238
摘要

• 1D hollow CoP nanotubes wrapped by NCL are used as efficient catalysts for ORR/OER. • The well-formed 1D hollow structure can exposure more active sites for mass transfer. • CoP/CoOOH heterostructure on CoP-HNTs surface as the main active-species for OER. • Charge redistribution at the CoP/NCL interface promotes both ORR and OER processes. • Graphene layer protects CoP-HNTs@NCL from aggregation and corrosion during ORR/OER. Structure engineering for electrocatalysts via interfacial charge redistribution plays a vital role in governing the electrocatalytic activity for both oxygen reduction and evolution reactions (ORR/OER). Herein, a hierarchical nanostructure consisting of one-dimension (1D) hollow CoP nanotubes wrapped by nitrogen-doped carbon layer (CoP-HNTs@NCL) is designed through a simple hydrothermal-phosphorization-annealing strategy. Morphology of CoP-HNTs@NCL-0.4 (mass ratio of GO to CoP is 0.4) shows that the exterior surface of hollow CoP-HNTs is firmly coated by NCL with a layer thickness of 5-8 nm. ΔE (E j10 (1.58 V, OER)-E 1/2 (0.91 V, ORR)) of CoP-HNTs@NCL-0.4 is as low as 0.67 V for ORR/OER, which outperforms commercial Pt/C and RuO 2 and ranks the top of nonprecious-metal catalysts. Excellent activity and stability of CoP-HNTs@NCL-0.4 for ORR/OER benefit from synergistic effects between CoP and NCL, enhanced mass transfer via 1D hollow structure, and abundant active sites exposed on the interior/exterior surfaces of nanotube wall. Density functional theory calculations confirm that strong coupling interactions lead to interfacial charge polarization to remarkably promote the ORR/OER activities. This study highlights the functions of 1D hollow structure and interface effects in oxygen electrocatalysis, and opens a new avenue for interface construction by synergistically integrating favorable thermodynamics with efficient kinetics through modification of electronic structure.

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
科研小白菜完成签到,获得积分10
1秒前
pgxr完成签到 ,获得积分10
1秒前
jin完成签到,获得积分10
1秒前
jing发布了新的文献求助10
1秒前
susu发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
野猪佩奇完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
咕咕发布了新的文献求助20
3秒前
科研通AI2S的应助被干净的琦采纳,获得10
3秒前
霸气皓轩发布了新的文献求助10
4秒前
我是老大的应助被王志杰采纳,获得10
4秒前
qqwwe发布了新的文献求助10
5秒前
着急的天菱完成签到,获得积分10
6秒前
愉快的泥猴桃完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
polestar完成签到,获得积分10
6秒前
共享精神的应助被犹豫的大碗采纳,获得10
6秒前
缓慢板栗发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
CodeCraft的应助被懵懂的野狼采纳,获得30
8秒前
8秒前
今后的应助被此时此刻采纳,获得10
8秒前
9秒前
无极微光的应助被冷淡芝麻采纳,获得20
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
熊熊阁发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
黄利发布了新的文献求助10
12秒前
王威完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
爱在海那边完成签到,获得积分10
14秒前
柏觅夏发布了新的文献求助10
14秒前
学术雷锋的应助被qqwwe采纳,获得10
14秒前
sxff完成签到,获得积分20
14秒前
15秒前
科研小白发布了新的文献求助10
15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
Energie-Contracting 1500
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8080981
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9497112
关于积分的说明 21398982
捐赠科研通 7649214
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3401523
关于科研通互助平台的介绍 2530655
邀请新用户注册赠送积分活动 2440205