Bio‐Inspired Hierarchical Nanoreactor With Hetero‐Coordinated Fe–P–Co Bridges for Whole‐Pathway‐Regulated Electrocatalytic Oxygen Reduction

材料科学 纳米反应器 氧气 催化作用 氧还原 拉曼光谱 电化学 化学工程 纳米技术 析氧 电子结构 密度泛函理论 碳纤维 基质(水族馆) 活动站点 氧化还原 吸附 解吸 活动中心 纳米结构 氧还原反应 无机化学 碳纳米管
作者
Qiaoling Xu,Lei Zhang,Xiayu Li,Weihang Xu,Linyi Ren,Mai Xu,Yingtang Zhou,Hermenegildo Garcı́a
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (15): e22781-e22781 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adma.202522781
摘要

ABSTRACT Efficient oxygen reduction reaction (ORR) requires coordination of oxygen adsorption, transport, and catalysis at active sites. Yet most studies address only one step, overlooking whole‐pathway O 2 regulation and thus limiting performance. Here, we report a bioinspired Co‐doped Fe 2 P on N‐doped carbon featuring a hierarchical eucalyptus‐like nanoarchitecture, engineered to regulate oxygen throughout the electrochemical cycle, where Fe–P–Co hetero‐coordinated bridges anchored to the carbon substrate through Fe─N bonds induce strong electronic coupling and polarization. The hierarchical structure generated local electric fields that enriched OH − and O 2 , while multilevel porosity accelerated oxygen transport. This enabled coordinated optimization of oxygen adsorption, transfer, and active‐site electronic configuration. This nanohybrid achieved a half‐wave potential of 0.938 V vs. RHE, sustained discharge in Al‐air batteries for 373 h, and delivered an energy density of 3487 Wh/kg. Theoretical simulations revealed that Co‐doping shortened Fe─P bonds and tuned the Fe electronic environment, lowering the d‐band center and weakening Fe 3d‐O 2p interactions, which reduced the *OH desorption barrier and accelerated ORR kinetics. In situ Raman spectroscopy revealed that Fe–P–Co bridges served as active centers facilitating *OH release during ORR. These findings indicate that integrating hierarchical architecture, hetero‐coordinated Fe–P–Co bridges, and electronic‐state modulation enables whole‐pathway O 2 management for efficient oxygen electrocatalysis.
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
邓俊杰完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
谦三完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
李健的应助被哈哈哈采纳,获得10
3秒前
3秒前
无花果的应助被kai采纳,获得10
3秒前
orixero的应助被Timothy采纳,获得10
4秒前
赘婿的应助被LanZY采纳,获得10
4秒前
heyihu完成签到,获得积分10
4秒前
基拉发布了新的文献求助10
5秒前
justin发布了新的文献求助10
5秒前
qing发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
8秒前
天天快乐的应助被泡芙小姐采纳,获得10
8秒前
9秒前
zhantong发布了新的文献求助10
9秒前
无情中心完成签到,获得积分10
10秒前
HAI完成签到 ,获得积分10
10秒前
bbihk完成签到,获得积分10
11秒前
儒雅黑裤发布了新的文献求助10
11秒前
xy发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
追寻书雁发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
顾矜的应助被justin采纳,获得10
14秒前
Traumaticc完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
姚美阁完成签到 ,获得积分10
15秒前
搜集达人的应助被qing采纳,获得10
16秒前
852的应助被Yyyyyyyyy采纳,获得10
17秒前
17秒前
所所的应助被追寻书雁采纳,获得10
17秒前
zwh发布了新的文献求助20
17秒前
谢雷XIELei的应助被暖静采纳,获得10
17秒前
LHH发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
Encyclopedia of Geology 2nd Edition 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7805083
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9338699
关于积分的说明 20492662
捐赠科研通 7397050
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3327659
关于科研通互助平台的介绍 2474536
邀请新用户注册赠送积分活动 2345780