Enhanced electronic interaction between iron phthalocyanine and cobalt single atoms promoting oxygen reduction in alkaline and neutral aluminum-air batteries

电催化剂 酞菁 化学 密度泛函理论 无机化学 材料科学 纳米技术 电化学 电极 物理化学 计算化学
作者
Yibo Wang,Kaiqi Li,Ruiqi Cheng,Qingyue Xue,Fei Wang,Zhaohui Yang,Pengyu Meng,Min Jiang,Jiao Zhang,Chaopeng Fu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:450: 138213-138213 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.138213
摘要

Aluminum-air batteries (AABs) have received increasing interest for next-generation energy conversion systems. However, the development of AABs is hindered by the sluggish kinetics of cathodic oxygen reduction reaction (ORR). Iron phthalocyanine (FePc) is one of the active electrocatalysts for ORR but still far from Pt-based materials in terms of electrocatalytic performance. Herein, FePc molecules anchored on the Co single atoms/N-doped porous carbon nanofibers (denoted as [email protected]/PCNF) with enhanced electronic interaction are prepared for the ORR. X-ray absorption spectra (XAS) analysis confirms the atomically dispersed Fe and Co sites and reveals the electronic interaction between FePc and Co-N3. The cobalt single atoms can break the electronic distribution symmetry of FePc and induce electronic localization to boost the ORR performance. As a result, the [email protected]/PCNF electrocatalyst demonstrates a remarkable ORR activity in both alkaline and neutral electrolytes. The electrocatalytic ORR processes on the [email protected]/PCNF are recorded by in-situ Raman spectra. Moreover, the ORR mechanism is discussed, which is supported by density functional theory (DFT) calculations. Furthermore, the AABs based on [email protected]/PCNF exhibit remarkable discharge performance. This study offers a new strategy for rationally designing metallic macrocyclic compound electrocatalysts and promotes the development 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
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
刚刚
1秒前
1秒前
3秒前
4秒前
可口可乐发布了新的文献求助10
4秒前
蜗壳发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
学术搭子发布了新的文献求助10
9秒前
可口可乐完成签到,获得积分20
11秒前
小姜发布了新的文献求助10
15秒前
闪闪映易完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
21秒前
22秒前
俊逸涑完成签到 ,获得积分10
24秒前
芈小北完成签到,获得积分10
24秒前
在水一方应助假面绅士采纳,获得10
24秒前
Vincy完成签到,获得积分10
25秒前
情怀应助wangyue采纳,获得10
25秒前
Enma发布了新的文献求助10
25秒前
LX发布了新的文献求助10
26秒前
伶俐百川完成签到,获得积分10
26秒前
科研小白发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
hazzi完成签到,获得积分10
28秒前
狮子毛毛发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
Wayne完成签到,获得积分10
29秒前
Pureasy完成签到,获得积分10
30秒前
小池同学完成签到,获得积分10
32秒前
尤里有气发布了新的文献求助10
32秒前
lopik完成签到 ,获得积分10
33秒前
酷酷河马发布了新的文献求助10
33秒前
悠悠夏日长完成签到 ,获得积分10
34秒前
白了个白完成签到 ,获得积分10
35秒前
36秒前
英俊的铭应助科研小风采纳,获得30
36秒前
37秒前
38秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
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 3141332
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2792381
关于积分的说明 7802238
捐赠科研通 2448574
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1302618
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626650
版权声明 601237