Template-assisted synthesis of ultrathin graphene aerogels as bifunctional oxygen electrocatalysts for water splitting and alkaline/neutral zinc-air batteries

双功能 石墨烯 析氧 氢氧化物 材料科学 电化学能量转换 拉曼光谱 分解水 化学工程 无机化学 碳纤维 化学 催化作用 纳米技术 电极 冶金 电化学 复合数 有机化学 复合材料 光催化 物理化学 工程类 物理 光学
作者
Qiang Li,Zhifang Sun,Chun‐Yang Yin,Yang Chen,Dingjie Pan,Bingzhe Yu,Yi Zhang,Ting He,Shaowei Chen
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:458: 141492-141492 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.141492
摘要

Low-cost, high-performance oxygen catalysts are critical for electrochemical water splitting and metal-air batteries. Herein, carbon aerogels with skeletons consisting of few-layer graphene are derived pyrolytically from a hydrogel precursor using an array of NaCl crystals as the template, exhibiting a high electrical conductivity (869 S m−1) and an ultralow mass density (11.1 mg cm−3). The deposition of NiFe layered double hydroxide (NiFe-LDH) nanocolloids renders the aerogels active towards both the oxygen reduction/evolution reactions (ORR/OER), with the performances highly comparable to those of commercial benchmarks in both alkaline and neutral media. Results from operando Raman spectroscopy measurements and first principles caculations suggest that Fe(OH)3 colloids facilitate the oxidation of Ni2+, which lowers the energy barrier to 0.42 eV for OER, whereas the nitrogen-doped carbon aerogels are responsible for the ORR activity. With the composites used as bifunctional oxygen catalysts for electrochemical water splitting and rechargeable zinc-air batteries, the performances in both alkaline and neutral media are markedly better than those based on the mixture of commercial Pt/C and RuO2. Results from this study highlight the unique advantages of ultrathin graphene aerogels in the development of effective catalysts for electrochemical energy 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
褚曼青完成签到 ,获得积分10
刚刚
3秒前
牛豁完成签到,获得积分10
4秒前
奥里给发布了新的文献求助10
7秒前
笨笨青筠完成签到 ,获得积分10
12秒前
菠萝谷波完成签到 ,获得积分10
13秒前
EiketsuChiy完成签到 ,获得积分0
16秒前
漂移猪完成签到 ,获得积分10
19秒前
蓝眸完成签到 ,获得积分10
22秒前
申木完成签到 ,获得积分10
25秒前
skippy完成签到 ,获得积分10
26秒前
hakuna_matata完成签到 ,获得积分10
27秒前
叮叮叮铛完成签到,获得积分10
32秒前
阿May完成签到 ,获得积分20
35秒前
牛奶拌可乐完成签到 ,获得积分10
35秒前
研友_n0Dmwn完成签到,获得积分20
37秒前
阿林琳琳完成签到 ,获得积分10
40秒前
鞘皮完成签到,获得积分10
44秒前
大王869完成签到 ,获得积分10
44秒前
jeronimo完成签到,获得积分10
49秒前
陈筱婷完成签到,获得积分10
54秒前
kanong完成签到,获得积分0
57秒前
amy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
sw0531发布了新的文献求助10
1分钟前
Qian完成签到 ,获得积分10
1分钟前
chen完成签到 ,获得积分10
1分钟前
武大帝77完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无一完成签到 ,获得积分10
1分钟前
等待戈多完成签到,获得积分10
1分钟前
咋没人了完成签到 ,获得积分10
1分钟前
苜蓿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
chi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
回首不再是少年完成签到,获得积分10
1分钟前
eternal_dreams完成签到 ,获得积分10
1分钟前
leo完成签到,获得积分10
1分钟前
zhaoyaoshi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
慧慧完成签到 ,获得积分10
2分钟前
刘晓强完成签到 ,获得积分10
2分钟前
花花完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Handbook of Fuel Cells, 6 Volume Set 1666
Floxuridine; Third Edition 1000
Tracking and Data Fusion: A Handbook of Algorithms 1000
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 800
消化器内視鏡関連の偶発症に関する第7回全国調査報告2019〜2021年までの3年間 500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 500
Framing China: Media Images and Political Debates in Britain, the USA and Switzerland, 1900-1950 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 内科学 物理 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 冶金 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2860657
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2465618
关于积分的说明 6683965
捐赠科研通 2156987
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1145903
版权声明 585063
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 563075