Atomically Dispersed FeN2P2 Motif with High Activity and Stability for Oxygen Reduction Reaction Over the Entire pH Range

催化作用 可逆氢电极 化学 电催化剂 电解质 密度泛函理论 电化学 Atom(片上系统) 纳米技术 无机化学 材料科学 物理化学 计算化学 电极 有机化学 工作电极 嵌入式系统 计算机科学
作者
Wendan Xue,Qixing Zhou,Xun Cui,Jiawei Zhang,Sijin Zuo,Fan Mo,Jiwei Jiang,Xuya Zhu,Zhiqun Lin
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (41): e202307504-e202307504 被引量:61
标识
DOI:10.1002/anie.202307504
摘要

Abstract The past decade has witnessed the great potential of Fe‐based single‐atom electrocatalysis in catalyzing oxygen reduction reaction (ORR). However, it remains a grand challenge to substantially improve their intrinsic activity and long‐term stability in acidic electrolytes. Herein, we report a facile chemical vapor deposition strategy, by which high‐density Fe atoms (3.97 wt%) are coordinated with square‐planar para‐positioned nitrogen and phosphorus atoms in a hierarchical carbon framework. The as‐crafted atomically dispersed Fe catalyst (denoted Fe‐SA/PNC) manifests an outstanding activity towards ORR over the entire pH range. Specifically, the half‐wave potential of 0.92 V, 0.83 V, and 0.86 V vs. reversible hydrogen electrode (RHE) are attained in alkaline, neutral, and acidic electrolytes, respectively, representing the high performance among reported catalysts to date. Furthermore, after 30,000 durability cycles, the Fe‐SA/PNC remains to be stable with no visible performance decay when tested in 0.1 M KOH and 0.5 M H 2 SO 4 , and only a minor negative shift of 40 mV detected in 0.1 M HClO 4 , significantly outperforming commercial Pt/C counterpart. The coordination motif of Fe‐SA/PNC is validated by density functional theory (DFT) calculations. This work provides atomic‐level insight into improving the activity and stability of non‐noble metal ORR catalysts, opening up an avenue to craft the desired single‐atom electrocatalysts.
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
刚刚
1秒前
1秒前
123发布了新的文献求助10
1秒前
魏东东完成签到,获得积分10
1秒前
绝不熬夜到2点完成签到,获得积分10
2秒前
李征完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
2秒前
月月发布了新的文献求助10
2秒前
CodeCraft应助fluency采纳,获得10
2秒前
狂野雅寒完成签到,获得积分10
3秒前
黄鹤楼发布了新的文献求助10
3秒前
CodeCraft应助自然的代亦采纳,获得10
3秒前
燃燃发布了新的文献求助10
3秒前
xin发布了新的文献求助10
4秒前
小小发布了新的文献求助10
4秒前
icebaby发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
阿沅完成签到 ,获得积分10
5秒前
可爱的函函应助linjun采纳,获得10
5秒前
wang00wmd发布了新的文献求助10
5秒前
July23rd发布了新的文献求助10
5秒前
褚浩然发布了新的文献求助10
5秒前
科目三应助255采纳,获得30
5秒前
科研通AI6.4应助Sylwren采纳,获得10
6秒前
情怀应助Elowen采纳,获得10
6秒前
拼搏凝冬发布了新的文献求助10
6秒前
晨是完成签到 ,获得积分20
6秒前
6秒前
大模型应助Sunny-simit采纳,获得10
7秒前
7秒前
核桃发布了新的文献求助10
7秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
小晓完成签到,获得积分10
8秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
8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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
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 7741142
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9289665
关于积分的说明 20196906
捐赠科研通 7319316
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306587
关于科研通互助平台的介绍 2458896
邀请新用户注册赠送积分活动 2316920