Atomic-level tuning of Co–N–C catalyst for high-performance electrochemical H2O2 production

电催化剂 催化作用 部分 石墨烯 电化学 材料科学 过氧化氢 化学工程 光化学 无机化学 电极 纳米技术 化学 物理化学 工程类 有机化学
作者
Euiyeon Jung,Heejong Shin,Byoung‐Hoon Lee,V. I. Efremov,Suhyeong Lee,Hyeon Seok Lee,Jiheon Kim,Wytse Hooch Antink,Subin Park,Kug‐Seung Lee,Sung‐Pyo Cho,Jong Suk Yoo,Yung‐Eun Sung,Taeghwan Hyeon
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:19 (4): 436-442 被引量:1244
标识
DOI:10.1038/s41563-019-0571-5
摘要

Despite the growing demand for hydrogen peroxide it is almost exclusively manufactured by the energy-intensive anthraquinone process. Alternatively, H2O2 can be produced electrochemically via the two-electron oxygen reduction reaction, although the performance of the state-of-the-art electrocatalysts is insufficient to meet the demands for industrialization. Interestingly, guided by first-principles calculations, we found that the catalytic properties of the Co–N4 moiety can be tailored by fine-tuning its surrounding atomic configuration to resemble the structure-dependent catalytic properties of metalloenzymes. Using this principle, we designed and synthesized a single-atom electrocatalyst that comprises an optimized Co–N4 moiety incorporated in nitrogen-doped graphene for H2O2 production and exhibits a kinetic current density of 2.8 mA cm−2 (at 0.65 V versus the reversible hydrogen electrode) and a mass activity of 155 A g−1 (at 0.65 V versus the reversible hydrogen electrode) with negligible activity loss over 110 hours. Producing H2O2 electrochemically currently use electrocatalysts that are insufficient to meet the demands for industrialization. A single-atom electrocatalyst with an optimized Co–N4 moiety incorporated in nitrogen-doped graphene is shown to exhibit enhanced performance for H2O2 production.
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
yunshu完成签到,获得积分20
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
传奇3应助搞怪的采珊采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
科研通AI6.2应助ZZK采纳,获得10
3秒前
YYY完成签到,获得积分10
3秒前
ber发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
小马哥完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
7秒前
xuerkk发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
Beibei完成签到,获得积分20
8秒前
zzy发布了新的文献求助10
8秒前
隐形曼青应助柏果采纳,获得10
9秒前
巨鱼发布了新的文献求助10
9秒前
瘦瘦的锅完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
闪闪访波发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
dengy发布了新的文献求助10
12秒前
感性的靖仇完成签到,获得积分10
12秒前
rr12完成签到,获得积分10
12秒前
冯鹏鹏发布了新的文献求助10
12秒前
交大陈冠希完成签到,获得积分10
13秒前
Yu发布了新的文献求助10
14秒前
研友_VZG7GZ应助薄荷采纳,获得10
14秒前
合适逍遥完成签到,获得积分10
14秒前
糊涂的万发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
研友_VZG7GZ应助boyudud采纳,获得10
15秒前
柒月发布了新的文献求助10
15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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 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 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 7398299
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9003905
关于积分的说明 19166492
捐赠科研通 7033509
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3230535
关于科研通互助平台的介绍 2392840
邀请新用户注册赠送积分活动 2212295