A Model for the pH-Dependent Selectivity of the Oxygen Reduction Reaction Electrocatalyzed by N-Doped Graphitic Carbon

化学 选择性 催化作用 电解质 碳纤维 溶剂化 石墨烯 无机化学 化学工程 有机化学 离子 物理化学 电极 材料科学 复合数 工程类 复合材料
作者
Benjamin W. Noffke,Qiqi Li,Krishnan Raghavachari,Liang‐shi Li
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:138 (42): 13923-13929 被引量:107
标识
DOI:10.1021/jacs.6b06778
摘要

Nitrogen-doped graphitic carbon materials have been extensively studied as potential replacements for Pt-based electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR). However, little is known about the catalytic mechanisms, including the parameters that determine the selectivity of the reaction. By comparing theoretical calculations of the ORR selectivity at a well-defined graphene nanostructure with experimental results, we propose a model based on interfacial solvation to explain the observed preference for the four-electron pathway in alkaline electrolytes. The hydrophobic environment around the active sites, as in enzymatic catalysis, restricts the access of water and destabilizes small ionic species such as peroxide, the product of the two-electron pathway. This model, when applied to acidic electrolytes, shows the ORR preferring the two-electron pathway, consistent with the well-known pH-dependent ORR selectivity catalyzed by graphitic carbon materials. Because of the similarity between more complex N-doped graphitic carbon materials and our model system, we can extend this model to the former and rationalize nearly all of the previously reported experimental results on the selectivity of ORR catalyzed by these materials.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
科研通AI6应助shy采纳,获得10
刚刚
qq星发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
张云志发布了新的文献求助10
4秒前
abab小王完成签到,获得积分10
4秒前
Cleo应助zbj采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
happy发布了新的文献求助10
4秒前
hhhr发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
哈哈发布了新的文献求助10
5秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
5秒前
Aress璇玑完成签到,获得积分10
6秒前
顺顺利利发布了新的文献求助10
6秒前
隐形的破茧完成签到 ,获得积分10
7秒前
elivsZhou发布了新的文献求助10
7秒前
情怀应助Yimi采纳,获得10
7秒前
香蕉诗蕊应助景三采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
西番雅完成签到,获得积分20
7秒前
xzy998应助lovekobe采纳,获得10
8秒前
Jared应助lovekobe采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
HDY完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
孙文杰发布了新的文献求助10
9秒前
super发布了新的文献求助10
9秒前
T012完成签到,获得积分10
9秒前
keke完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
科研混子完成签到,获得积分10
10秒前
Pakham完成签到,获得积分10
10秒前
花样年华完成签到,获得积分10
10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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1601
以液相層析串聯質譜法分析糖漿產品中活性雙羰基化合物 / 吳瑋元[撰] = Analysis of reactive dicarbonyl species in syrup products by LC-MS/MS / Wei-Yuan Wu 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 600
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
Pediatric Nutrition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5552171
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4636980
关于积分的说明 14646858
捐赠科研通 4578831
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2511146
邀请新用户注册赠送积分活动 1486319
关于科研通互助平台的介绍 1457510