What is the Real Origin of the Activity of Fe–N–C Electrocatalysts in the O2 Reduction Reaction? Critical Roles of Coordinating Pyrrolic N and Axially Adsorbing Species

化学 还原(数学) 组合化学 氧化还原 溶剂 合理设计 氧还原反应 氧还原 催化作用 无机化学 电化学 纳米技术 有机化学 物理化学 电极 材料科学 几何学 数学
作者
Xu Hu,Suya Chen,Letian Chen,Yun Tian,Sai Yao,Zhengyu Lu,Xu Zhang,Zhen Zhou
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (39): 18144-18152 被引量:157
标识
DOI:10.1021/jacs.2c08743
摘要

Fe–N–C electrocatalysts have emerged as promising substitutes for Pt-based catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR). However, their real catalytic active site is still under debate. The underlying roles of different types of coordinating N including pyridinic and pyrrolic N in catalytic performance require thorough clarification. In addition, how to understand the pH-dependent activity of Fe–N–C catalysts is another urgent issue. Herein, we comprehensively studied 13 different N-coordinated FeNxC configurations and their corresponding ORR activity through simulations which mimic the realistic electrocatalytic environment on the basis of constant-potential implicit solvent models. We demonstrate that coordinating pyrrolic N contributes to a higher activity than pyridinic N, and pyrrolic FeN4C exhibits the highest activity in acidic media. Meanwhile, the in situ active site transformation to *O-FeN4C and *OH-FeN4C clarifies the origin of the higher activity of Fe–N–C in alkaline media. These findings can provide indispensable guidelines for rational design of better durable Fe–N–C catalysts.
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
玲家傻妞完成签到 ,获得积分10
1秒前
vitamin完成签到 ,获得积分10
3秒前
djdh完成签到 ,获得积分10
9秒前
psy完成签到,获得积分10
10秒前
victory_liu完成签到,获得积分10
13秒前
tsy完成签到 ,获得积分10
14秒前
内向东蒽完成签到 ,获得积分10
18秒前
美好灵寒完成签到 ,获得积分10
20秒前
nt1119完成签到 ,获得积分10
20秒前
好好休息完成签到 ,获得积分10
20秒前
巾凡完成签到 ,获得积分10
29秒前
刚子完成签到 ,获得积分10
32秒前
缓慢的海云完成签到,获得积分10
37秒前
38秒前
爱静静应助刚子采纳,获得10
43秒前
山楂发布了新的文献求助10
43秒前
iShine完成签到 ,获得积分10
46秒前
末末完成签到 ,获得积分10
48秒前
CGFHEMAN完成签到 ,获得积分10
49秒前
北夏完成签到 ,获得积分10
51秒前
泽锦臻完成签到 ,获得积分10
55秒前
123完成签到 ,获得积分10
1分钟前
jewel9完成签到,获得积分10
1分钟前
Ikejima完成签到,获得积分10
1分钟前
释金松完成签到 ,获得积分10
1分钟前
HRZ完成签到 ,获得积分10
1分钟前
racill完成签到 ,获得积分10
1分钟前
guojingjing完成签到 ,获得积分10
1分钟前
青黛完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小王同学完成签到,获得积分10
1分钟前
山楂发布了新的文献求助20
1分钟前
刘洪均完成签到,获得积分10
1分钟前
立仔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
HCKACECE完成签到 ,获得积分10
1分钟前
雪飞杨完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Linyi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
背书强完成签到 ,获得积分10
1分钟前
哇咔咔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
房天川完成签到 ,获得积分10
1分钟前
黑大侠完成签到 ,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