Defect-enriched hollow porous Co–N-doped carbon for oxygen reduction reaction and Zn-Air batteries

热解 氧气 碳纤维 材料科学 多孔性 催化作用 兴奋剂 化学工程 吸附 纳米复合材料 金属有机骨架 氧还原反应 无机化学 化学 电极 纳米技术 电化学 复合材料 光电子学 物理化学 有机化学 复合数 工程类
作者
Yu Zhu,Zeyi Zhang,Lei Zhao,Yangyang Tan,Wei Wu,Shichun Mu,Niancai Cheng
出处
期刊:Carbon [Elsevier]
卷期号:167: 188-195 被引量:92
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2020.06.006
摘要

The precise control of morphology and structure of porous carbon derived from metal-organic frameworks (MOFs) is crucial for determining the oxygen reduction reaction (ORR) activity. Herein, defect-enriched hollow porous Co–N-doped carbon nanomaterials (Co–N/PCNs) towards ORR were obtained by pyrolyzing a ZIF-8 encapsulated Co ions nanocomposite. We found that the amount of the incorporation of cobalt (II) into ZIF-8 precursors play very important role in the structural evolution of ZIF-8 derivatives during the high temperature pyrolysis. The experiments show that defect-enriched hollow porous Co–N-doped carbon derived from the incorporation of 2 wt% cobalt (II) into ZIF-8 precursors (Co–N/PCNs-2) showed excellent stability and activity towards ORR. The onset potential (Eonset) and the half-wave potential (E1/2) on Co–N/PCNs-2 are 0.99 V and 0.88 V, respectively, outperforming the commercial Pt/C (Eonset = 0.98 V, E1/2 = 0.85 V). Moreover, the Zn-air batteries with Co–N/PCNs-2 as an air electrode displays robust stability and high activity, affording a maximum power density of 135 mW cm−2 in comparison with the Pt/C catalysts (114 mW cm−2). The density functional theory (DFT) verified that the Co-NX active site along with the defects are conducive to the O2 adsorption and thus improve the ORR process compared with the pure Co-NX active site.

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
ZZZ完成签到,获得积分10
刚刚
雨雨雨发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
zhubin完成签到 ,获得积分10
2秒前
高高问夏发布了新的文献求助10
2秒前
笑点低蜜蜂完成签到,获得积分10
3秒前
香蕉觅云应助ProfWang采纳,获得10
3秒前
清爽老九发布了新的文献求助10
3秒前
如意发布了新的文献求助10
3秒前
所所应助神勇乐安采纳,获得10
3秒前
4秒前
yyyg发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
小二郎应助时刻保持质疑采纳,获得10
5秒前
i喝凉白开完成签到 ,获得积分10
5秒前
beiyue完成签到,获得积分10
5秒前
丘比特应助keyanrubbish采纳,获得10
5秒前
流浪应助付研琪采纳,获得10
6秒前
害羞鬼完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
韩麒嘉发布了新的文献求助10
7秒前
zywzyw发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
FashionBoy应助cc采纳,获得10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
JiA完成签到,获得积分10
8秒前
小任完成签到,获得积分10
9秒前
果粒橙发布了新的文献求助10
9秒前
斯文败类应助麻辣老妖婆采纳,获得10
9秒前
花飞飞凡发布了新的文献求助10
9秒前
温暖静柏完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
科研通AI6应助myt采纳,获得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
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5608504
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4693127
关于积分的说明 14876947
捐赠科研通 4717761
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2544250
邀请新用户注册赠送积分活动 1509316
关于科研通互助平台的介绍 1472836