Electronic Structure Regulation of Iron Phthalocyanine Induced by Anchoring on Heteroatom‐Doping Carbon Sphere for Efficient Oxygen Reduction Reaction and Al–Air Battery

酞菁 材料科学 电池(电) 催化作用 碳纤维 杂原子 兴奋剂 化学工程 密度泛函理论 堆积 单层 纳米技术 化学 光电子学 有机化学 计算化学 复合材料 复合数 功率(物理) 戒指(化学) 物理 量子力学 工程类
作者
Yingjian Luo,Yihan Chen,Yali Xue,Jinwei Chen,Gang Wang,Ruilin Wang,Miao Yu,Jie Zhang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (2) 被引量:53
标识
DOI:10.1002/smll.202105594
摘要

Aluminum-air batteries (AABs) are deemed as a potential clean energy storage device. However, exploiting high-efficiency and stable oxygen reduction reaction (ORR) electrocatalysts in AABs is still a challenge. Iron phthalocyanine (FePc) shows a great prospect in ORR but still far from Pt-based catalysts. Here, the hybrid electrocatalysts of monolayer FePc and hollow N,S-doped carbon spheres (HNSCs) are innovatively constructed through π-π stacking to achieve high dispersion. The resulting FePc@HNSC catalyst exhibits an outstanding ORR activity, outperforming that of pristine FePc and even most Fe-based catalysts reported to date. Moreover, the AAB using FePc@HNSC catalyst not only demonstrates a superior power density than the battery with Pt/C, but also displays stable discharge voltages and excellent durability. Furthermore, the theoretical calculations confirm that the charge distribution and d-band center of the Fe atom in FePc are efficiently optimized by hybrid configuration via the introduction of N,S-doped carbon substrate. The design leads to an enriched electron density around Fe active sites and significant reduction of energy barrier for OH* formation, which are favorable for the improvement of electrocatalytic ORR performance. This work provides a chance to expand the application of metallic macrocyclic compound electrocatalysts in various energy technologies.
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
英姑应助健忘的大地采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
FashionBoy应助weizhi采纳,获得10
4秒前
4秒前
罗西发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
CipherSage应助冷傲的傲晴采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
不安水瑶完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
白昼发布了新的文献求助10
12秒前
李李发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
机智毛豆完成签到,获得积分10
14秒前
程南发布了新的文献求助10
15秒前
weizhi完成签到,获得积分20
15秒前
山崎一Giao完成签到 ,获得积分10
15秒前
桐桐应助MignonBlanche采纳,获得10
16秒前
weizhi发布了新的文献求助10
19秒前
顾矜应助锦李采纳,获得10
19秒前
21秒前
Lucas应助安详香旋采纳,获得10
22秒前
22秒前
uuu发布了新的文献求助10
23秒前
chemistry606完成签到 ,获得积分10
23秒前
mz完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
25秒前
拉长的迎曼完成签到 ,获得积分10
26秒前
拾捌发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
孤独天薇完成签到,获得积分10
28秒前
ding应助qiu采纳,获得10
29秒前
小蘑菇应助哭泣的芷容采纳,获得10
30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
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Association of Reentry Well-Being with Psychological Distress, Employment, and Housing Instability 15-Months After Incarceration 500
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7032719
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8701799
关于积分的说明 18436012
捐赠科研通 6535946
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3113398
关于科研通互助平台的介绍 2192689
邀请新用户注册赠送积分活动 2088742