Meso/Microporous Single‐Atom Catalysts with Curved Fe‐N4 sites Boost the Oxygen Reduction Reaction Activity

微型多孔材料 氧还原反应 催化作用 还原(数学) 氧气 化学 Atom(片上系统) 氧原子 氧还原 光化学 氧化还原 无机化学 材料科学 物理化学 分子 有机化学 电化学 嵌入式系统 几何学 计算机科学 数学 电极
作者
Ying Yu,Yian Wang,Fei Yang,Dong Feng,Mingyang Yang,Pengfei Xie,Yuanzhi Zhu,Minhua Shao,Yi Mei,Jincheng Li
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.202415691
摘要

Zeolitic‐imidazolate frameworks (ZIFs) are among the most efficient precursors for the synthesis of atomically dispersed Fe‐N/C materials, which are promising catalysts for enhancing the performance of Zn‐air batteries (ZABs) and proton exchange fuel cells (PEMFCs). However, existing ZIF‐derived Fe‐N/C electrocatalysts mostly consist of microporous materials, leading to insufficient mass transport and inadequate battery/cell performance. In this study, we synthesize an atomically dispersed meso/microporous Fe‐N/C material with curved Fe‐N4 active sites, denoted as FeSA‐N/TC, through the pyrolysis of hemin‐modified ZIF films on ZnO nanorods, obtained from the self‐assembly reaction between Zn2+ from ZnO hydrolysis and 2‐methylimidazole. Density functional theory calculations demonstrate that the curved Fe‐N4 active sites can weaken the intermediate adsorptions, resulting in lower free energy barriers and enhanced performance during oxygen reduction reaction (ORR). Specifically, FeSA‐N/TC exhibits exceptional ORR performance with half‐wave potentials of 0.925 V in alkaline media and 0.825 V in acidic media. When used as the cathodic catalyst in PEMFCs and ZABs, FeSA‐N/TC achieves high peak power densities (H2‐O2 PEMFC: 1100 mW cm–2; H2‐Air PEMFC: 715 mW cm–2; liquid‐state ZAB: 228 mW cm–2; solid‐state ZAB: 112 mW cm–2), demonstrating its feasibility and efficiency in practical applications.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
泥泥应助佐佐木淳平采纳,获得30
1秒前
1秒前
2秒前
科研通AI6应助与山采纳,获得10
2秒前
深情安青应助与山采纳,获得10
2秒前
艳子发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
王木木完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
咪唑叮咛完成签到,获得积分20
7秒前
彩虹儿应助DaiTing采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
领导范儿应助清风_breeze采纳,获得10
9秒前
打打应助清风_breeze采纳,获得10
9秒前
mm关注了科研通微信公众号
9秒前
站活动发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
科研通AI5应助二宝采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
wsh完成签到 ,获得积分10
12秒前
田様应助健壮傻姑娘采纳,获得10
13秒前
Wait for a M发布了新的文献求助10
14秒前
哈哈4028发布了新的文献求助10
14秒前
SciGPT应助xy采纳,获得10
15秒前
con完成签到 ,获得积分10
15秒前
汉堡包应助星星藏在枕边采纳,获得10
16秒前
风清扬发布了新的文献求助10
16秒前
自然秋柳发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
深夜诗人完成签到,获得积分10
19秒前
mm发布了新的文献求助10
19秒前
CipherSage应助欣喜尔风采纳,获得10
22秒前
充电宝应助程晨采纳,获得10
23秒前
汉堡包应助LY采纳,获得20
23秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
F-35B V2.0 How to build Kitty Hawk's F-35B Version 2.0 Model 2500
줄기세포 생물학 1000
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
INQUIRY-BASED PEDAGOGY TO SUPPORT STEM LEARNING AND 21ST CENTURY SKILLS: PREPARING NEW TEACHERS TO IMPLEMENT PROJECT AND PROBLEM-BASED LEARNING 500
2025-2031全球及中国蛋黄lgY抗体行业研究及十五五规划分析报告(2025-2031 Global and China Chicken lgY Antibody Industry Research and 15th Five Year Plan Analysis Report) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4480753
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3937538
关于积分的说明 12215390
捐赠科研通 3592539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1975689
邀请新用户注册赠送积分活动 1012835
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 906039