Single-atomic cobalt sites embedded in hierarchically ordered porous nitrogen-doped carbon as a superior bifunctional electrocatalyst

过电位 催化作用 电催化剂 双功能 材料科学 化学工程 甲醇 多孔性 碳纤维 纳米技术 无机化学 化学 电化学 物理化学 复合数 有机化学 复合材料 电极 工程类
作者
Tingting Sun,Shu Zhao,Wenxing Chen,Dong Zhai,Juncai Dong,Yu Wang,Shaolong Zhang,Aijuan Han,Lin Gu,Rong Yu,Xiaodong Wen,Hanlin Ren,Lianbin Xu,Chen Chen,Qing Peng,Dingsheng Wang,Yadong Li
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:115 (50): 12692-12697 被引量:321
标识
DOI:10.1073/pnas.1813605115
摘要

Exploring efficient and cost-effective catalysts to replace precious metal catalysts, such as Pt, for electrocatalytic oxygen reduction reaction (ORR) and hydrogen evolution reaction (HER) holds great promise for renewable energy technologies. Herein, we prepare a type of Co catalyst with single-atomic Co sites embedded in hierarchically ordered porous N-doped carbon (Co-SAS/HOPNC) through a facile dual-template cooperative pyrolysis approach. The desirable combination of highly dispersed isolated atomic Co-N4 active sites, large surface area, high porosity, and good conductivity gives rise to an excellent catalytic performance. The catalyst exhibits outstanding performance for ORR in alkaline medium with a half-wave potential (E1/2) of 0.892 V, which is 53 mV more positive than that of Pt/C, as well as a high tolerance of methanol and great stability. The catalyst also shows a remarkable catalytic performance for HER with distinctly high turnover frequencies of 0.41 and 3.8 s-1 at an overpotential of 100 and 200 mV, respectively, together with a long-term durability in acidic condition. Experiments and density functional theory (DFT) calculations reveal that the atomically isolated single Co sites and the structural advantages of the unique 3D hierarchical porous architecture synergistically contribute to the high catalytic activity.
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
墨粉完成签到 ,获得积分10
1秒前
kingripple发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
天真晓亦发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
小卷粉发布了新的文献求助20
4秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得30
6秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
さくま完成签到 ,获得积分10
7秒前
N7发布了新的文献求助10
8秒前
无花果应助灰光呀采纳,获得10
9秒前
Funnymudpee完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
14秒前
CodeCraft应助N7采纳,获得10
15秒前
人来人往完成签到,获得积分10
16秒前
自信沛岚发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
感谢你的帮助完成签到 ,获得积分10
19秒前
完美世界应助976采纳,获得10
20秒前
科研通AI2S应助于伯云采纳,获得10
21秒前
苗条的大树完成签到,获得积分20
23秒前
25秒前
gjww应助百里青青采纳,获得10
29秒前
SHEYA完成签到,获得积分20
31秒前
华哥发布了新的文献求助10
33秒前
34秒前
星辰大海应助SHEYA采纳,获得10
36秒前
gjww应助YDL采纳,获得10
36秒前
领导范儿应助研友_Z7WB4Z采纳,获得10
37秒前
39秒前
hyx发布了新的文献求助10
39秒前
LiuQianyi发布了新的文献求助10
40秒前
42秒前
汤圆软软软完成签到,获得积分10
42秒前
高分求助中
Heun’s Differential Equations 600
《Fundamentals of Power Supply Design》Robert A. Mammano 510
High Wire: How China Regulates Big Tech and Governs Its Economy 260
lingnan science journal vol. 16 250
The philosophy of sports medicine care: an historical review 250
A posteriori勾配制限手法「ポストリミタ」と界面捕獲法THINCを組み合わせた連続・不連続流れを高解像するMUSCLタイプの解法 210
遗传学与您的临床实践 200
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2251310
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 1900247
关于积分的说明 4742554
捐赠科研通 1689907
什么是DOI,文献DOI怎么找? 856841
版权声明 545529
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 453740