Mechanochemical-Driven Uniformly Dispersed Monatomic Fe–Nx Coordination in Carbon for Facilitating Efficient Oxygen Reduction Reaction

催化作用 电催化剂 单原子离子 碳纤维 沸石咪唑盐骨架 化学 过渡金属 密度泛函理论 化学工程 电解质 材料科学 吸附 无机化学 金属有机骨架 物理化学 计算化学 有机化学 工程类 复合材料 复合数 电化学 电极
作者
Jin Yan,Kai Zeng,Wanlu Hu,Junhua Zhou,Xin Chen,Chaohui Wei,Rafael G. Mendes,Mark H. Rümmeli,Ruizhi Yang
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:10 (23): 7553-7563 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.2c01010
摘要

The need for highly efficient and economical non-Pt electrocatalysts for facilitating the oxygen reduction reaction (ORR) has led to the development of atomically dispersed transition-metal- and nitrogen-doped carbon electrocatalysts. However, this task remains challenging due to the metal components' easy aggregation. The present work addresses this issue by presenting a viable mechanochemical strategy for synthesizing highly dispersed monatomic Fe–Nx coordination in carbon (MFe-NC) electrocatalysts using Fe-zeolitic imidazolate framework precursors. Benefiting from the high density of Fe–Nx coordination, the as-synthesized MFe-NC catalyst exhibits remarkable electrochemical performance toward ORR with greater activity, selectivity, and durability than the commercial Pt/C electrocatalyst. Applying MFe-NC as the catalyst for a Zn–air battery cathode, a high peak power density of 302 mW cm–2 has been achieved. The specific mechanism facilitating the ORR process is unveiled by density functional theory calculations: the favoring of monatomic Fe–N4 sites for the adsorption of intermediate species during the reaction contributes mainly to the high ORR activity.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
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
Peng丶Young完成签到,获得积分10
刚刚
5秒前
niuya发布了新的文献求助20
9秒前
unchanged完成签到,获得积分10
12秒前
song完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
不加香菜完成签到 ,获得积分10
14秒前
小孙完成签到,获得积分10
14秒前
轻松的缘分完成签到 ,获得积分20
21秒前
王大帅完成签到,获得积分20
22秒前
22秒前
落后的老太完成签到,获得积分20
23秒前
星沉静默完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
24秒前
老实的斌完成签到 ,获得积分10
24秒前
王大帅发布了新的文献求助10
25秒前
lab完成签到 ,获得积分0
25秒前
观察者完成签到 ,获得积分10
25秒前
jiesenya发布了新的文献求助30
26秒前
荔枝完成签到 ,获得积分10
28秒前
gyrene发布了新的文献求助10
29秒前
JamesPei应助kmoyy采纳,获得10
30秒前
小皮皮完成签到,获得积分10
30秒前
Louis应助王大帅采纳,获得10
30秒前
爆米花应助王大帅采纳,获得10
31秒前
李李完成签到 ,获得积分10
31秒前
chengjiali完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
宇称yu完成签到 ,获得积分10
34秒前
35秒前
36秒前
ding应助逆流的鱼采纳,获得30
37秒前
谦让丹翠发布了新的文献求助10
38秒前
39秒前
40秒前
龙1完成签到,获得积分10
40秒前
hhhh_xt完成签到,获得积分10
40秒前
dd完成签到 ,获得积分10
41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
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 800
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 600
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Psychological Well-being The Complexities of Mental and Emotional Health 500
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 300
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 5856740
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6323898
关于积分的说明 15635149
捐赠科研通 4971208
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2681237
邀请新用户注册赠送积分活动 1625183
关于科研通互助平台的介绍 1582215