Densely populated macrocyclic dicobalt sites in ladder polymers for low-overpotential oxygen reduction catalysis

过电位 催化作用 氧还原 还原(数学) 聚合物 氧气 化学 组合化学 有机化学 电化学 几何学 电极 数学 物理化学
作者
Zhen Zhang,Zhenyu Xing,Xianglin Luo,Chong Cheng,Xikui Liu
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1) 被引量:10
标识
DOI:10.1038/s41467-025-56066-8
摘要

Dual-atom catalysts featuring synergetic dinuclear active sites, have the potential of breaking the linear scaling relationship of the well-established single-atom catalysts for oxygen reduction reaction; however, the design of dual-atom catalysts with rationalized local microenvironment for high activity and selectivity remains a great challenge. Here we design a bisalphen ladder polymer with well-defined densely populated binuclear cobalt sites on Ketjenblack substrates. The strong electron coupling effect between the fully-conjugated ladder structure and carbon substrates enhances the electron transfer between the cobalt center and oxygen intermediates, inducing the low-to-high spin transition for the 3d electron of Co(II). In situ techniques and theoretical calculations reveal the dynamic evolution of Co2N4O2 active sites and reaction intermediates. In alkaline conditions, the catalyst exhibits impressive oxygen reduction reaction activity featuring an onset potential of 1.10 V and a half-wave potential of 1.00 V, insignificant decay after 30,000 cycles, pushing the overpotential boundaries of ORR electrocatalysis to a low level. This work provides a platform for designing efficient dual-atom catalysts with well-defined coordination and electronic structures in energy conversion technologies. Designing dual-atom catalysts with high activity and selectivity for oxygen reduction reactions is a challenging task. Here, the authors report a bisalphen ladder polymer with densely populated binuclear cobalt sites on Ketjenblack substrates, which improves oxygen reduction performance and stability.
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
哈德森发布了新的文献求助10
刚刚
strive发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
Hello应助XL采纳,获得10
刚刚
yk发布了新的文献求助10
刚刚
甜糯米发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
悦耳白山应助蕾蕾采纳,获得10
1秒前
wj发布了新的文献求助10
1秒前
times发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
李En发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
情怀应助Rainsky采纳,获得10
3秒前
巴啦啦玩泥巴完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
阔达溪灵发布了新的文献求助10
5秒前
miness完成签到 ,获得积分20
5秒前
传奇3应助李梦琦采纳,获得10
5秒前
Jasper应助重要的导师采纳,获得10
5秒前
JamesPei应助eve采纳,获得10
6秒前
桑娜完成签到,获得积分10
6秒前
汉堡包应助自信的寄凡采纳,获得10
7秒前
7秒前
忧郁鸿煊发布了新的文献求助10
8秒前
一个巨型懒懒完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
伤心的黄焖鸡完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
自由飞翔发布了新的文献求助10
10秒前
英姑应助黎簇采纳,获得10
10秒前
10秒前
冰雪完成签到 ,获得积分10
11秒前
strive完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
CodeCraft应助PG采纳,获得10
11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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
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 7308436
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8925914
关于积分的说明 18915731
捐赠科研通 6970979
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3212783
关于科研通互助平台的介绍 2381348
邀请新用户注册赠送积分活动 2190541