Vacancy Defect-Rich Perovskite SrTiO3/Ti3C2 Heterostructures In Situ Derived from Ti3C2 MXenes with Exceptional Oxygen Catalytic Activity for Advanced Zn–Air Batteries

电催化剂 MXenes公司 空位缺陷 钙钛矿(结构) 材料科学 异质结 电化学 电子转移 析氧 催化作用 离子键合 结晶学 化学工程 纳米技术 化学物理 电极 化学 光化学 物理化学 光电子学 离子 工程类 生物化学 有机化学
作者
Xiaobin Hui,Peng Zhang,Zhongxiao Wang,Danyang Zhao,Zhaoqiang Li,Zhiwei Zhang,Chengxiang Wang,Longwei Yin
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (5): 6100-6109 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acsaem.2c00494
摘要

The electrochemical performance enhancement for Zn–air batteries (ZABs) based on a perovskite SrTiO3 electrocatalyst is seriously obstructed by sluggish oxygen reduction and evolution reaction (ORR/OER) kinetics. Herein, we develop an in situ phase transformation strategy to synthesize Ti3C2@SrTiO3 MXene nanocomposites as a bifunctional electrocatalyst for ZABs. The Ti3C2@SrTiO3 heterostructures guarantee excellent structural stability and promote interfacial charge transfer to accelerate the electrocatalytic redox kinetics. Ti3C2 MXene not only promotes fast electronic/ionic transfer but also stably anchors SrTiO3 nanocubes without aggregation to provide abundant catalytic active sites and prominent structural stability. Advantageous oxygen vacancies introduced in SrTiO3 nanocrystals could effectively regulate the electronic structure of active sites, triggering higher intrinsic electrocatalytic activity. Furthermore, Ti vacancies in the MXene display an important synergetic effect to promote the electron transfer in Ti3C2@SrTiO3 heterostructures. Theory calculations reveal that abundant vacancy defects substantially strengthen the oxygen intermediates’ adsorption ability on the Ti3C2@SrTiO3 catalyst, essentially lowering the energy barrier for the ORR/OER process. As expected, the ZABs based on the Ti3C2@SrTiO3 catalyst exhibit exceptional electrochemical performance, an extraordinary open-circuit voltage of 1.44 V, and an essentially improved power density of 122 mW cm–2. The in situ transformation and defect modulation strategies provide enlightening clues to design a high-performance ZAB cathode catalyst.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
容与完成签到 ,获得积分10
1秒前
彬墩墩完成签到,获得积分10
2秒前
甜蜜采波完成签到,获得积分10
2秒前
Dannerys完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
晴天完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助鳗鱼雪莲采纳,获得10
5秒前
马宁发布了新的文献求助10
6秒前
joy完成签到,获得积分10
9秒前
puzhongjiMiQ发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
西柚发布了新的文献求助10
9秒前
Chenqzl完成签到 ,获得积分10
11秒前
爱科研的一本正经完成签到,获得积分10
12秒前
尤瑟夫完成签到 ,获得积分10
12秒前
爆米花应助科研小辣鸡采纳,获得10
13秒前
xinlixi完成签到,获得积分10
14秒前
affff发布了新的文献求助10
14秒前
慧妞完成签到 ,获得积分10
15秒前
我思故我在完成签到,获得积分0
15秒前
徐小耿发布了新的文献求助10
15秒前
弘一完成签到,获得积分10
16秒前
springkaka完成签到,获得积分10
18秒前
123jopop完成签到,获得积分10
19秒前
默默的甜瓜完成签到,获得积分10
19秒前
熊猫发布了新的文献求助10
19秒前
炎上一手完成签到,获得积分20
20秒前
成就仇天完成签到 ,获得积分10
23秒前
薛定谔的猫完成签到,获得积分10
24秒前
大喜完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
LYNB完成签到,获得积分10
26秒前
眯眯眼的安南完成签到 ,获得积分10
27秒前
念0完成签到 ,获得积分10
28秒前
甜美不评完成签到,获得积分10
31秒前
李书荣发布了新的文献求助10
32秒前
刘闹闹完成签到 ,获得积分10
32秒前
Zhanglz完成签到,获得积分10
32秒前
徐小耿完成签到 ,获得积分20
33秒前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
行動データの計算論モデリング 強化学習モデルを例として 400
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 2546523
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2175782
关于积分的说明 5600890
捐赠科研通 1896635
什么是DOI,文献DOI怎么找? 946351
版权声明 565379
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 503569