Fully exposed copper single-atom sites on mesoporous N/S-codoped graphene for efficient zinc-air battery

石墨烯 介孔材料 电池(电) 材料科学 Atom(片上系统) 无机化学 纳米技术 化学 冶金 物理 计算机科学 嵌入式系统 有机化学 催化作用 功率(物理) 量子力学
作者
Lifen Yang,Changliang Du,Jiachen Tian,Xiuyun Yao,Qianwei Zhang,Xilan Ma,Youqi Zhu,Meishuai Zou,Chuanbao Cao
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier]
卷期号:355: 124190-124190 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2024.124190
摘要

Transition metal single-atom catalysts are recently emerging as the most potential candidates for the oxygen reduction reaction due to their remarkable activity and durability, yet subjected to limited availability proportion of active sites to reactant in practice due to the lack of favorable morphology. Herein, the ultrathin mesoporous N/S-codoped graphene is fabricated by a potassium thiocyanate (KSCN) assisted pyrolysis of metal-organic framework (ZIF-8) as the robust substrate for anchoring copper single-atom sites. The KSCN-assisted pyrolysis can not only create N and S coordination atoms but also regulate the fully exposed morphology. The graphene-supported copper single-atom catalysts (g-Cu-SACs) show typical mesoporous structure with larger surface area of 1612 m2 g–1. Spectral and microscopy results reveal highly isolated Cu single-atom sites on mesoporous graphene with unsymmetrical Cu-S1N3 structure. Theoretical analysis demonstrated that the asymmetric coordination environment effectively enhanced O2 adsorption and facilitated the ORR performance. The g-Cu-SACs show excellent catalytic activity in alkaline oxygen reduction reaction with a half-wave potential of 0.920 VRHE and good cycling stability, which are superior to that of three-dimensional copper single-atom catalysts (Cu-SACs, supported by N/S-codoped carbon framework directly derived from ZIF-8). Furthermore, the zinc-air battery assembled with g-Cu-SACs also exhibits high specific capacity and remarkable cycling lifetime. This work provides a novel strategy to construct highly exposed single-atom catalysts for energy-related applications.
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
乐乐应助jack采纳,获得10
刚刚
奔跑的蒲公英完成签到,获得积分10
1秒前
小迪ya完成签到,获得积分10
1秒前
HanZhang完成签到,获得积分10
1秒前
李雨完成签到,获得积分10
1秒前
归尘发布了新的文献求助10
1秒前
ding应助小白采纳,获得10
1秒前
1秒前
白白白完成签到,获得积分10
1秒前
Mila完成签到,获得积分10
2秒前
11完成签到,获得积分10
2秒前
安逸完成签到,获得积分10
2秒前
大个应助万万想到了采纳,获得10
3秒前
花非花雾非雾完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
刘旭成完成签到,获得积分10
3秒前
魔幻的板凳完成签到,获得积分10
4秒前
懒羊羊完成签到,获得积分10
4秒前
123study0完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
上课呢完成签到 ,获得积分10
5秒前
小二_来篇一作完成签到,获得积分10
5秒前
BUTTOND完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
Selenaxue完成签到,获得积分10
5秒前
二号完成签到,获得积分10
6秒前
chelly完成签到,获得积分10
6秒前
Denz完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
研友_aLjNNL完成签到,获得积分10
6秒前
科研大印完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
沉默的小兔子完成签到,获得积分10
7秒前
文艺寄风发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
小文殊完成签到 ,获得积分10
8秒前
JocelynRIN发布了新的文献求助10
8秒前
失眠的凝竹完成签到,获得积分20
8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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6043522
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7806800
关于积分的说明 16240738
捐赠科研通 5189292
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2776883
邀请新用户注册赠送积分活动 1759902
关于科研通互助平台的介绍 1643374