N and S dual-coordinated Fe single-atoms in hierarchically porous hollow nanocarbon for efficient oxygen reduction

催化作用 电催化剂 电池(电) 阴极 化学工程 甲醇 材料科学 纳米技术 过渡金属 旋转环盘电极 氧还原反应 可逆氢电极 化学 电极 物理化学 工作电极 电化学 有机化学 功率(物理) 物理 量子力学 工程类
作者
Linfang Cui,Jie Hao,Yan Zhang,Xiaomin Kang,Jiujun Zhang,Xian‐Zhu Fu,Jing‐Li Luo
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:650: 603-612 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.06.153
摘要

Fe-, and N-co-doped carbon (FeNC) electrocatalysts are promising alternatives to Pt-based catalysts for oxygen reduction reaction (ORR); however, simultaneously enhancing their intrinsic activity and exposure of Fe active sites remains challenging. Herein, we report S-modified Fe single-atom catalysts (SACs) anchored on N,S-co-doped hollow porous nanocarbon (Fe/NS-C) for ORR. The unique hollow structure and large surface area of the SACs are favorable for mass/electron transport and exposure of Fe single-atom active sites. The as-prepared Fe/NS-C electrocatalysts display a high-efficiency ORR activity with a half-wave potential of 0.893 V versus the reversible hydrogen electrode and exceed that of the benchmark commercial Pt/C catalyst as well as most reported transition-metal based SACs. Impressively, the Fe/NS-C-based Al-air battery (AAB) displays a high open circuit voltage of 1.48 V, a maximum power density of 140.16 mW cm-2, and satisfactory durability, outperforming commercial Pt/C-based AAB. Furthermore, Fe/NS-C exhibits considerable potential as a cathode catalyst for application in direct methanol fuel cells. Experimental and theoretical calculation results reveal that the excellent ORR performance of Fe/NS-C can be contributed to the highly active FeN3S sites and the unique hollow structure. This work provides new insights into the rational design and synthesis high-performance ORR electrocatalysts for energy conversion and storage devices. of employing ZIF-8 as precursors.
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
充电宝应助愤怒也呵呵采纳,获得10
刚刚
1秒前
fmx完成签到,获得积分10
1秒前
5秒前
奋斗不止发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
Jasper应助坚强的荔枝采纳,获得10
8秒前
深情安青应助凤凤采纳,获得10
8秒前
9秒前
哈卷关注了科研通微信公众号
10秒前
12秒前
WangY1263发布了新的文献求助10
14秒前
亿元发布了新的文献求助10
15秒前
黑暗炸鸡完成签到,获得积分10
16秒前
chen发布了新的文献求助30
16秒前
美丽电源完成签到,获得积分10
19秒前
白三烯完成签到 ,获得积分10
20秒前
23秒前
23秒前
SciGPT应助亿元采纳,获得10
24秒前
24秒前
wanci应助chen采纳,获得10
26秒前
30秒前
白潇潇完成签到 ,获得积分10
30秒前
31秒前
mml发布了新的文献求助10
31秒前
小可爱完成签到 ,获得积分10
32秒前
32秒前
33秒前
行者无疆完成签到,获得积分10
33秒前
田様应助栖xx采纳,获得10
33秒前
33秒前
34秒前
YINLANRUI完成签到,获得积分10
34秒前
Cadre完成签到,获得积分10
36秒前
朴素雁凡发布了新的文献求助10
36秒前
凤凤发布了新的文献求助10
36秒前
YINLANRUI发布了新的文献求助10
37秒前
嘀嘀哒哒发布了新的文献求助10
37秒前
38秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
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 3137423
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788470
关于积分的说明 7786719
捐赠科研通 2444666
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1300018
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625731
版权声明 601023