Ultrastable bimetallic Fe2Mo for efficient oxygen reduction reaction in pH-universal applications

电催化剂 塔菲尔方程 双金属片 催化作用 电子转移 材料科学 纳米颗粒 化学工程 密度泛函理论 化学 纳米技术 电极 光化学 电化学 物理化学 计算化学 有机化学 工程类
作者
Jue Hu,Chengxu Zhang,Mingzi Sun,Qianglong Qi,Shanxiong Luo,Hongchuan Song,Jingyi Xiao,Bolong Huang,Michael K.H. Leung,Yingjie Zhang
出处
期刊:Nano Research [Springer Nature]
卷期号:15 (6): 4950-4957 被引量:18
标识
DOI:10.1007/s12274-022-4112-1
摘要

Iron-based nanostructures represent an emerging class of catalysts with high electroactivity for oxygen reduction reaction (ORR) in energy storage and conversion technologies. However, current practical applications have been limited by insufficient durability in both alkaline and acidic environments. In particular, limited attention has been paid to stabilizing iron-based catalysts by introducing additional metal by the alloying effect. Herein, we report bimetallic Fe2Mo nanoparticles on N-doped carbon (Fe2Mo/NC) as an efficient and ultra-stable ORR electrocatalyst for the first time. The Fe2Mo/NC catalyst shows high selectivity for a four-electron pathway of ORR and remarkable electrocatalytic activity with high kinetics current density and half-wave potential as well as low Tafel slope in both acidic and alkaline medias. It demonstrates excellent long-term durability with no activity loss even after 10,000 potential cycles. Density functional theory (DFT) calculations have confirmed the modulated electronic structure of formed Fe2Mo, which supports the electron-rich structure for the ORR process. Meanwhile, the mutual protection between Fe and Mo sites guarantees efficient electron transfer and long-term stability, especially under the alkaline environment. This work has supplied an effective strategy to solve the dilemma between high electroactivity and long-term durability for the Fe-based electrocatalysts, which opens a new direction of developing novel electrocatalyst systems for future research.

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
刚刚
充电宝应助讨厌所有人采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
34101127发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
丘比特应助能干的盼海采纳,获得20
3秒前
热心易绿完成签到 ,获得积分10
3秒前
梁帅琦完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
丸子发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
sjc完成签到 ,获得积分10
7秒前
梁帅琦发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Denmark发布了新的文献求助10
7秒前
研友_VZG7GZ应助nature2号采纳,获得10
7秒前
vv完成签到,获得积分10
8秒前
爱学习的小趴菜完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
shan发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
研友_VZG7GZ应助HanGuilin采纳,获得10
12秒前
13秒前
科研助理发布了新的文献求助10
13秒前
lee完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI6.1应助闾丘剑封采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
华仔应助个性的长颈鹿采纳,获得10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
sound完成签到,获得积分10
15秒前
欣喜柚子发布了新的文献求助10
15秒前
绿光之城发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
欢呼靳完成签到 ,获得积分10
16秒前
16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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
Real World Research, 5th Edition 800
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 5760818
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5526191
关于积分的说明 15398334
捐赠科研通 4897505
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2634199
邀请新用户注册赠送积分活动 1582335
关于科研通互助平台的介绍 1537676