Asymmetric CoN3P1 Trifunctional Catalyst with Tailored Electronic Structures Enabling Boosted Activities and Corrosion Resistance in an Uninterrupted Seawater Splitting System

催化作用 析氧 海水 分解水 吸附 材料科学 腐蚀 化学工程 无机化学 纳米技术 物理化学 化学 电化学 有机化学 冶金 地质学 工程类 海洋学 光催化 电极
作者
Xingkun Wang,Xinkun Zhou,Cheng Li,Hanxu Yao,Canhui Zhang,Jian Zhou,Ren Xu,Lei Chu,Huanlei Wang,Meng Gu,Heqing Jiang,Minghua Huang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (34): e2204021-e2204021 被引量:199
标识
DOI:10.1002/adma.202204021
摘要

Employing seawater splitting systems to generate hydrogen can be economically advantageous but still remains challenging, particularly for designing efficient and high Cl- -corrosion resistant trifunctional catalysts toward the oxygen reduction reaction (ORR), oxygen evolution reaction (OER), and hydrogen evolution reaction (HER). Herein, single CoNC catalysts with well-defined symmetric CoN4 sites are selected as atomic platforms for electronic structure tailoring. Density function theory reveals that P-doping into CoNC can lead to the formation of asymmetric CoN3 P1 sites with symmetry-breaking electronic structures, enabling the affinity of strong oxygen-containing intermediates, moderate H adsorption, and weak Cl- adsorption. Thus, ORR/OER/HER activities and stability are optimized simultaneously with high Cl- -corrosion resistance. The asymmetric CoN3 P1 structure based catalyst with boosted ORR/OER/HER performance endows seawater-based Zn-air batteries (S-ZABs) with superior long-term stability over 750 h and allows seawater splitting to operate continuously for 1000 h. A self-driven seawater splitting powered by S-ZABs gives ultrahigh H2 production rates of 497 μmol h-1 . This work is the first to advance the scientific understanding of the competitive adsorption mechanism between Cl- and reaction intermediates from the perspective of electronic structure, paving the way for synthesis of efficient trifunctional catalysts with high Cl- -corrosion resistance.
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
ss关闭了ss文献求助
1秒前
松松完成签到 ,获得积分10
3秒前
5秒前
草莓熊1215完成签到 ,获得积分10
8秒前
aa完成签到,获得积分10
13秒前
alixy完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
姜丝罐罐n完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
21秒前
23秒前
lalala应助lian采纳,获得10
25秒前
26秒前
洁净的幼珊完成签到,获得积分10
28秒前
再生极强的-涡虫完成签到,获得积分10
28秒前
30秒前
31秒前
2032jia完成签到,获得积分10
35秒前
拾壹完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
152455完成签到 ,获得积分10
40秒前
41秒前
风轻完成签到 ,获得积分10
41秒前
mia完成签到,获得积分10
44秒前
Double_N完成签到,获得积分10
50秒前
Amon完成签到 ,获得积分10
51秒前
儒雅的蜜粉完成签到,获得积分10
52秒前
panpanliumin完成签到,获得积分0
58秒前
陈M雯完成签到 ,获得积分10
59秒前
墨染完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
ss完成签到,获得积分10
1分钟前
在水一方应助sg123_采纳,获得10
1分钟前
幸福妙柏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Skyllne完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
sg123_发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
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
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6444828
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258624
关于积分的说明 17591662
捐赠科研通 5504521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901561
邀请新用户注册赠送积分活动 1878538
关于科研通互助平台的介绍 1718137