Single-atom Co-N4 catalytic sites anchored on N-doped ordered mesoporous carbon for excellent Zn-air batteries

催化作用 材料科学 电催化剂 部分 介孔材料 掺杂剂 碳纤维 过渡金属 热解 密度泛函理论 化学工程 纳米技术 兴奋剂 物理化学 有机化学 计算化学 化学 电极 电化学 复合材料 工程类 复合数 光电子学
作者
Na Li,Le Li,Jiawei Xia,Muhammad Arif,Shilong Zhou,Fengxiang Yin,Guangyu He,Haiqun Chen
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:139: 224-231 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2022.07.058
摘要

Developing efficient transition metal-nitrogen-carbon (TM-N-C) catalysts with abundant accessible active sites has been in the limelight in recent years due to their exceptional application potential in Zn-air batteries (ZABs). Herein, we report the simple and environmentally-friendly fabrication of a single-atom Co electrocatalyst, Co-SA/N-C900, via in-suit pyrolysis of the co-precursor containing sucrose, dicyandiamide, and Co salts. The Co single atoms coordinated with adjacent N atoms are anchored on the doped ordered mesoporous carbon, generating the atomic Co-N4 moiety. Co-SA/N-C900 displays high oxygen reduction reaction (ORR) activity with an onset potential of 0.96 V and a half-wave potential of 0.87 V. Notably, the liquid ZAB with Co-SA/N-C900 catalyst exhibits exceptional discharge specific capacity of 706.38 mAh g–1, peak power density of 191.11 mW cm–2, and excellent stability at high current densities up to 100 mA cm–2, surpassing commercial Pt/C. According to the density functional theory (DFT) study, the Co-N4 moiety with graphitic N dopants can decrease the rate-determining step (RDS) energy barrier and thus accelerate the ORR process. This study offers experimental and theoretical guidelines for the rational design of TM-N-C catalysts for practical implementation with notable ORR activity for application in ZABs.
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
yolo完成签到 ,获得积分10
7秒前
暴躁的水蜜桃完成签到 ,获得积分10
16秒前
lzy完成签到 ,获得积分10
25秒前
28秒前
kaifangfeiyao完成签到 ,获得积分10
29秒前
天下完成签到 ,获得积分10
33秒前
Midumi发布了新的文献求助10
34秒前
谢如帅完成签到 ,获得积分10
35秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
roundtree完成签到 ,获得积分0
38秒前
谦让的慕凝完成签到 ,获得积分10
40秒前
41秒前
LWJ要毕业完成签到 ,获得积分10
46秒前
sll完成签到 ,获得积分10
50秒前
tough_cookie完成签到 ,获得积分10
55秒前
jingjuan完成签到,获得积分10
58秒前
Midumi完成签到,获得积分20
1分钟前
黑猫老师完成签到 ,获得积分10
1分钟前
洋洋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
文献高手完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xkkk完成签到,获得积分10
1分钟前
奋斗的妙海完成签到 ,获得积分0
1分钟前
kaikaifilu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小狮子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小鱼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Renee完成签到 ,获得积分10
1分钟前
能干的飞荷完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
Titi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
JIECHENG完成签到 ,获得积分10
1分钟前
赵芳完成签到,获得积分10
1分钟前
zhenzhangfynu完成签到,获得积分10
1分钟前
提莫将军完成签到,获得积分10
1分钟前
纯真怜梦完成签到,获得积分10
1分钟前
糖宝完成签到 ,获得积分0
1分钟前
归海一刀完成签到 ,获得积分10
1分钟前
不扯先生完成签到,获得积分10
1分钟前
廿二完成签到 ,获得积分10
1分钟前
英吉利25发布了新的文献求助10
1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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7497417
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9088321
关于积分的说明 19383350
捐赠科研通 7107888
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3250210
关于科研通互助平台的介绍 2419646
邀请新用户注册赠送积分活动 2235985