Constructing Graphitic‐Nitrogen‐Bonded Pentagons in Interlayer‐Expanded Graphene Matrix toward Carbon‐Based Electrocatalysts for Acidic Oxygen Reduction Reaction

电催化剂 石墨烯 材料科学 催化作用 拉曼光谱 X射线光电子能谱 碳纤维 氮气 电解质 电化学 无机化学 化学工程 纳米技术 电极 物理化学 化学 有机化学 复合材料 复合数 光学 物理 工程类
作者
Shuai Liu,Yongchao Zhang,Binghui Ge,Fangcai Zheng,Nan Zhang,Ming J. Zuo,Yang Yang,Qianwang Chen
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (42) 被引量:85
标识
DOI:10.1002/adma.202103133
摘要

Metal-free carbon-based materials with high electrocatalytic activity are promising catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) in several renewable energy systems. However, the performance of carbon-based materials is far inferior to that of Pt-based catalysts in acid electrolytes. Here, a novel carbon-based electrocatalyst is reported toward ORR in 0.1 m HClO4 with half-wave potential of 0.81 V and better durability (100 h reaction time) than commercial 20 wt% Pt/C. It is achieved by constructing graphitic-nitrogen (GN)-bonded pentagons in graphitic carbon to improve the intrinsic activity of the carbon sites and increasing the amount of active sites via expanding the interlayer spacing. X-ray absorption spectroscopy and aberration-corrected electron microscopy characterizations confirm the formation of GN-bonded pentagons in this carbon material. Raman and X-ray photoelectron spectroscopy reveal that the activity is linearly associated with the amounts of both pentagons and adjacent GN atoms. Density function theory further demonstrates that adjacent GN atoms significantly increase the charge density at the carbon atom of a GN-bonded pentagon, which is the activity origin for the ORR.
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
史国志完成签到 ,获得积分10
1秒前
天天开心完成签到 ,获得积分10
3秒前
小刘哥加油完成签到 ,获得积分10
4秒前
清秀LL完成签到 ,获得积分10
9秒前
酷炫大白完成签到,获得积分10
14秒前
研友_nVWP2Z完成签到 ,获得积分10
18秒前
Alex-Song完成签到 ,获得积分0
21秒前
满城烟沙完成签到 ,获得积分10
25秒前
楚奇完成签到,获得积分10
26秒前
且听风吟完成签到 ,获得积分10
27秒前
fgjvythjd完成签到 ,获得积分10
29秒前
31秒前
张琦发布了新的文献求助10
35秒前
哒哒滴完成签到,获得积分10
35秒前
薰硝壤应助科研通管家采纳,获得20
36秒前
薰硝壤应助科研通管家采纳,获得20
36秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
zx完成签到 ,获得积分10
38秒前
sunnyqqz完成签到,获得积分10
42秒前
聪慧语山完成签到 ,获得积分10
44秒前
别具一格完成签到 ,获得积分10
45秒前
关关小闲完成签到 ,获得积分10
48秒前
博慧完成签到 ,获得积分10
59秒前
顾矜应助Ricky小强采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
GuangboXia完成签到,获得积分10
1分钟前
羊白玉完成签到 ,获得积分10
1分钟前
鞘皮完成签到,获得积分10
1分钟前
alixy完成签到,获得积分10
1分钟前
xinjiasuki完成签到 ,获得积分10
1分钟前
阿浮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
00完成签到 ,获得积分10
1分钟前
脱壳金蝉完成签到,获得积分10
1分钟前
韧迹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
负责的寒梅完成签到 ,获得积分10
1分钟前
帅气的海露完成签到 ,获得积分10
1分钟前
weng完成签到,获得积分10
1分钟前
嘻哈学习完成签到,获得积分10
1分钟前
烟熏妆的猫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
LXZ完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
叶剑英与华南分局档案史料 500
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 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 物理 内科学 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 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3146916
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2798171
关于积分的说明 7826798
捐赠科研通 2454724
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1306446
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627788
版权声明 601565