亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Atomically dispersed Fe sites on hierarchically porous carbon nanoplates for oxygen reduction reaction

过电位 催化作用 介孔材料 材料科学 沸石咪唑盐骨架 化学工程 析氧 纳米技术 电化学 碳纤维 金属有机骨架 咪唑酯 热解 电催化剂 可逆氢电极 电极 化学 无机化学 有机化学 工作电极 物理化学 吸附 复合材料 复合数 工程类
作者
Ruixue Zheng,Qinglei Meng,Hao Zhang,Teng Li,Di Yang,Li Zhang,Xiaolong Jia,Changpeng Liu,Jianbing Zhu,Xiaozheng Duan,Meiling Xiao,Wei Xing
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:90: 7-15 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.10.045
摘要

Developing cost-effective, robust and stable non-precious metal catalysts for oxygen reduction reaction (ORR) is of paramount importance for electrochemical energy conversion devices such as fuel cells and metal-air batteries. Although Fe-N-C single atom catalysts (SACs) have been hailed as the most promising candidate due to the optimal binding strength of ORR intermediates on the Fe-N4 sites, they suffer from serious mass transport limitations as microporous templates/substrates, i.e., zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs), are usually employed to host the active sites. Motivated by this challenge, we herein develop a hydrogen-bonded organic framework (HOF)-assisted pyrolysis strategy to construct hierarchical micro/mesoporous carbon nanoplates for the deposition of atomically dispersed Fe-N4 sites. Such a design is accomplished by employing HOF nanoplates assembled from 2-aminoterephthalic acid (NH2-BDC) and p-phenylenediamine (PDA) as both soft templates and C, N precursors. Benefitting from the structural merits inherited from HOF templates, the optimized catalyst (denoted as Fe-N-C SAC-950) displays outstanding ORR activity with a high half-wave potential of 0.895 V (vs. reversible hydrogen electrode (RHE)) and a small overpotential of 356 mV at 10 mA cm−2 for the oxygen evolution reaction (OER). More excitingly, its application potential is further verified by delivering superb rechargeability and cycling stability with a nearly unfading charge–discharge gap of 0.72 V after 160 h. Molecular dynamics (MD) simulations reveal that micro/mesoporous structure is conducive to the rapid mass transfer of O2, thus enhancing the ORR performance. In situ Raman results further indicate that the conversion of O2 to *O2− the rate-determining step (RDS) for Fe-N-C SAC-950. This work will provide a versatile strategy to construct single atom catalysts with desirable catalytic properties.
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
刚刚
无花果应助TingtingGZ采纳,获得10
1秒前
4秒前
5秒前
TingtingGZ完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
TingtingGZ发布了新的文献求助10
14秒前
要减肥的婷冉完成签到,获得积分10
16秒前
朴素的山蝶完成签到 ,获得积分0
21秒前
无花果应助诺言的重量采纳,获得10
22秒前
25秒前
tanya应助科研通管家采纳,获得20
25秒前
势临完成签到 ,获得积分10
29秒前
锦哥发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
唠叨的富完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
CipherSage应助锦哥采纳,获得10
39秒前
Lan完成签到 ,获得积分10
47秒前
Panther完成签到,获得积分10
47秒前
49秒前
SciGPT应助Mok采纳,获得10
50秒前
碧蓝天佑发布了新的文献求助10
52秒前
ai化学发布了新的文献求助10
54秒前
56秒前
Mok发布了新的文献求助10
1分钟前
科研通AI6.1应助诗诗采纳,获得10
1分钟前
善学以致用应助卓哥采纳,获得30
1分钟前
Mok完成签到,获得积分10
1分钟前
sunj完成签到,获得积分10
1分钟前
2052669099发布了新的文献求助10
1分钟前
田様应助卓哥采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
哭泣的恶天完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.4应助卓哥采纳,获得10
1分钟前
Orange应助XHX采纳,获得10
2分钟前
君子兰完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
tanya应助科研通管家采纳,获得20
2分钟前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
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
Lewis’s Child and Adolescent Psychiatry: A Comprehensive Textbook Sixth Edition 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Continuing Syntax 1000
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Work • Third edition • 2025 800
Influence of graphite content on the tribological behavior of copper matrix composites 658
Interaction between asthma and overweight/obesity on cancer results from the National Health and Nutrition Examination Survey 2005‐2018 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6210756
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8037063
关于积分的说明 16743570
捐赠科研通 5300158
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2824013
邀请新用户注册赠送积分活动 1802600
关于科研通互助平台的介绍 1663749