Bifunctional Oxygen Electrocatalyst of Co4N and Nitrogen‐Doped Carbon Nanowalls/Diamond for High‐Performance Flexible Zinc–Air Batteries

过电位 材料科学 双功能 析氧 电催化剂 阴极 化学工程 催化作用 碳纤维 双功能催化剂 钻石 纳米技术 电极 复合数 物理化学 电化学 复合材料 化学 有机化学 工程类
作者
Chuyan Zhang,Nan Huang,Zhaofeng Zhai,Lusheng Liu,Bin Chen,Yang Bing,Xin Jiang,Nianjun Yang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (41) 被引量:46
标识
DOI:10.1002/aenm.202301749
摘要

Abstract Rational design of heterogeneous catalysts with unique structural and electronic properties is one of the major challenges to improve the activity toward the reversible oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER), the bottleneck in the construction of air cathodes for the next‐generation flexible zinc–air batteries (ZABs). Herein, density functional theory calculations are combined with experimental attempts to exploit the roles of the electronic effects at the interface between Co 4 N nanoparticles and nitrogen‐doped carbon nanowalls/diamond (d‐NCNWs/D) toward the ORR and OER activities. The vacancy defect‐induced Co‐pyridinic N─C bond optimizes the electronic structure of Co 3d orbitals and balances the adsorption energies of intermediates along the reaction pathways. Consequently, as‐synthesized Co 4 N@d‐NCNWs/D composites exhibit superior bifunctional oxygen catalytic activity. The overpotential of the OER is as low as 340 mV at 10 mA cm −2 and the high half‐wave potential reaches 0.83 V for the ORR. As a binder‐free and flexible ZABs cathode, this composite exhibits an open circuit voltage of 1.41 V and excellent bendable stability, proving its promising potential for the assembly of wearable devices. This work offers theoretical evidence and a controllable strategy to design high‐performance ZAB cathodes for their application in smart electronic devices.
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
叶楼完成签到 ,获得积分10
刚刚
咸柴完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6.4应助xsq采纳,获得10
3秒前
Jack发布了新的文献求助10
4秒前
陶醉的羞花完成签到,获得积分10
4秒前
小蘑菇应助小白采纳,获得10
5秒前
所所应助不拖延的兔子采纳,获得10
6秒前
6秒前
8秒前
Consuelo完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI6.2应助fan采纳,获得10
10秒前
ASH完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
13秒前
落池完成签到 ,获得积分10
14秒前
Tang发布了新的文献求助10
15秒前
坚强的曼雁完成签到,获得积分10
16秒前
boogiean完成签到,获得积分20
17秒前
19秒前
和谐代柔完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
科研通AI6.4应助懒虫采纳,获得10
22秒前
25秒前
传奇3应助xixi采纳,获得10
26秒前
和谐代柔发布了新的文献求助10
26秒前
sunny发布了新的文献求助20
27秒前
六六发布了新的文献求助30
29秒前
sh完成签到,获得积分10
29秒前
英姑应助Ray采纳,获得10
31秒前
31秒前
Xyy应助wuqs采纳,获得10
31秒前
34秒前
赛赛发布了新的文献求助10
36秒前
37秒前
37秒前
Junex发布了新的文献求助10
38秒前
38秒前
听风说雨发布了新的文献求助10
38秒前
siriusgg发布了新的文献求助10
39秒前
wxy完成签到,获得积分10
39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
Real Analysis: Theory of Measure and Integration (3rd Edition) Epub版 1200
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6260940
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8082865
关于积分的说明 16889129
捐赠科研通 5332194
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2838378
邀请新用户注册赠送积分活动 1815869
关于科研通互助平台的介绍 1669511