Vacancy-defective nano-carbon matrix enables highly efficient Fe single atom catalyst for aqueous and flexible Zn-Air batteries

催化作用 水溶液 电池(电) 材料科学 碳纤维 热解 化学工程 三聚氰胺 过渡金属 纳米技术 化学 复合材料 有机化学 工程类 量子力学 物理 功率(物理) 复合数
作者
Hao Sun,Linyang Li,Zhongjie Zhu,Xin Li,Zhi Zhu,Tao Yuan,Junhe Yang,Yuepeng Pang,Shiyou Zheng
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:496: 153669-153669 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.153669
摘要

Single-atom catalysts (SACs) have garnered significant interest as promising alternatives for enhancing the oxygen reduction reaction (ORR) in metal-air batteries. However, the rational design and facile synthesis of the highly selective SACs are still of great challenges. Herein, we successfully designed a Fe-N4-C SAC implanted in nitrogen-doped nano-carbon substrates with abundant carbon vacancies (Fe-NNCV) through a 'post adsorption-secondary pyrolysis' strategy assisted with melamine-etching, which achieves an asymmetric electronic structure and an optimized d band center. Additionally, the Fe-NNCV SAC exhibits a superior ORR activity with a high half wave potential of 0.924 V and a large diffusion-limiting current density of 5.7 mA cm−2. The aqueous rechargeable zinc-air battery (ZAB) assembled with Fe-NNCV SAC displays a high power-density of 99.1 mW cm−2 and a long-term durability over 310 h. Furthermore, flexible solid-state ZABs based on Fe-NNCV SAC are successfully assembled showing good cycling stability and foldability with high energy efficiency both at room and low temperature. This work provides insights into the optimization of electronic structure of transition metal SACs through defect engineering to achieve high ORR activities and to promote the applications of metal-air batteries.
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
浮游应助luoshikun采纳,获得10
刚刚
猪猪hero发布了新的文献求助10
1秒前
喵誉玉完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
fjh发布了新的文献求助10
3秒前
lhhhhh完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
untilyou完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
lixu完成签到,获得积分20
6秒前
内向绮琴完成签到,获得积分10
6秒前
李健的小迷弟应助xyrt采纳,获得30
7秒前
8秒前
欣慰雪巧发布了新的文献求助10
9秒前
感谢完成签到,获得积分20
9秒前
科研通AI2S应助星辰亦会累采纳,获得10
10秒前
CC完成签到,获得积分10
10秒前
田様应助小芦铃采纳,获得10
10秒前
fjh完成签到,获得积分20
11秒前
慢慢完成签到,获得积分10
11秒前
淇奥完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
ccc完成签到,获得积分10
12秒前
SciGPT应助努力的安子采纳,获得10
12秒前
诚c发布了新的文献求助30
12秒前
CipherSage应助猪猪hero采纳,获得20
13秒前
13秒前
感谢发布了新的文献求助10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
GingerF应助拓跋慕灵采纳,获得50
14秒前
进击的巨人完成签到,获得积分10
14秒前
制冷剂完成签到 ,获得积分10
14秒前
汉堡包应助如梦如画采纳,获得10
14秒前
nn发布了新的文献求助10
16秒前
WLL完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
思源应助紫色奶萨采纳,获得10
18秒前
18秒前
chen完成签到,获得积分10
18秒前
19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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Alloy Phase Diagrams 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 891
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 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 5424903
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4539135
关于积分的说明 14165791
捐赠科研通 4456231
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2444084
邀请新用户注册赠送积分活动 1435140
关于科研通互助平台的介绍 1412492