Synergy of Ni Nanoclusters and Single Atom Site: Size Effect on the Performance of Electrochemical CO2 Reduction Reaction and Rechargeable Zn−CO2 Batteries

材料科学 纳米团簇 电化学 Atom(片上系统) 还原(数学) 氧还原反应 纳米技术 化学工程 无机化学 电极 物理化学 计算机科学 嵌入式系统 工程类 化学 数学 几何学
作者
Kanghua Miao,Jundi Qin,Jun Yang,Xiongwu Kang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (33) 被引量:58
标识
DOI:10.1002/adfm.202316824
摘要

Abstract The design of bifunctional electrocatalysts toward reduction reaction of carbon dioxide (ECO 2 RR) and oxygen evolution reaction (OER) in aqueous rechargeable Zn─CO 2 batteries (ZABs) still poses a significant challenge. Herein, Ni clusters (Ni x ) of 0.5 and 0.8 nm in diameter coupled with single Ni site (Ni−N 4 −C), denoted as Ni−N 4 /Ni 5 and Ni−N 4 /Ni 8 , respectively, are synthesized and the size effect of Ni nanoclusters are studied. Ni−N 4 /Ni 5 exhibits an ≈100% Faradaic efficiency ( FE CO ) toward ECO 2 RR for CO from −0.4 to −0.8 V versus the reversible hydrogen electrode, superior to that of Ni−N 4 −C ( FE CO = 55.0%) and Ni−N 4 /Ni 8 ( FE CO = 80.0%). The OER performance of Ni−N 4 /Ni 5 and Ni−N 4 /Ni 8 are superior or comparable to that of commercial RuO 2 but outperform that of Ni−N 4 −C. Theoretical calculation indicates that * COOH of ECO 2 RR intermediates bond synergistically with Ni x clusters and Ni−N 4 −C single atom site, promoting the activation of CO 2 and reducing the energy barrier of the potential determining step of ECO 2 RR. Such effect is strongly size‐dependent and larger Ni x nanoclusters result in too strong binding of * COOH intermediates, impede the formation of * CO. As a bifunctional cathode electrocatalyst of rechargeable alkaline aqueous ZABs, Ni−N 4 /Ni 5 exhibits a peak power density of 11.7 mW cm −2 and cycling durability over 1200 cycles and 420 h.
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
顺利的爆米花完成签到 ,获得积分10
刚刚
海蓝鲸发布了新的文献求助10
1秒前
LLI发布了新的文献求助10
2秒前
Hilda007应助ll采纳,获得10
3秒前
大模型应助jason0023采纳,获得10
4秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
研友_VZG7GZ应助QinQin采纳,获得10
6秒前
风清扬应助科研通管家采纳,获得30
6秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Luna_aaa应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
大圆饼子应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
BowieHuang应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
林狗发布了新的文献求助10
8秒前
Orange应助李卓航采纳,获得10
8秒前
9秒前
飞快的孱完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
喝掉一只鞋完成签到,获得积分10
11秒前
风雨无阻发布了新的文献求助10
12秒前
小潘完成签到,获得积分10
12秒前
汉堡包应助chinawei110采纳,获得10
14秒前
14秒前
英俊的铭应助wang采纳,获得10
14秒前
17秒前
17秒前
17秒前
隐形刺猬发布了新的文献求助10
18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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 6000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
The Political Psychology of Citizens in Rising China 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
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 5637884
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4744268
关于积分的说明 15000613
捐赠科研通 4796097
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2562306
邀请新用户注册赠送积分活动 1521844
关于科研通互助平台的介绍 1481714