A Single‐Atom Fe‐N‐C Catalyst with Ultrahigh Utilization of Active Sites for Efficient Oxygen Reduction

催化作用 吸附 材料科学 化学工程 多孔性 氧气 纳米技术 化学 有机化学 复合材料 工程类
作者
Xiang Ao,Yong Ding,Gyutae Nam,Luke Soule,Panpan Jing,Bote Zhao,Jee Youn Hwang,Ji‐Hoon Jang,Chundong Wang,Meilin Liu
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (30): e2203326-e2203326 被引量:98
标识
DOI:10.1002/smll.202203326
摘要

Abstract Fe‐N‐C single‐atom catalysts (SACs) are emerging as a promising class of electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) to replace Pt‐based catalysts. However, due to the limited loading of Fe for SACs and the inaccessibility of internal active sites, only a small portion of the sites near the external surface are able to contribute to the ORR activity. Here, this work reports a metal–organic framework‐derived Fe‐N‐C SAC with a hierarchically porous and concave nanoarchitecture prepared through a facile but effective strategy, which exhibits superior electrocatalytic ORR activity with a half‐wave potential of 0.926 V (vs RHE) in alkaline media and 0.8 V (vs RHE) in acidic media while maintaining excellent stability. The superior ORR activity of the as‐designed catalyst stems from the unique architecture, where the hierarchically porous architecture contains micropores as Fe SAC anchoring sites, meso‐/macro‐pores as accessible channels, and concave shell for increasing external surface area. The unique architecture has dramatically enhanced the utilization of previously blocked internal active sites, as confirmed by a high turnover frequency of 3.37 s −1 and operando X‐ray absorption spectroscopy analysis with a distinct shift of adsorption edge.
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
崔雨禾完成签到 ,获得积分10
1秒前
feiyang完成签到 ,获得积分10
2秒前
DrLuffy完成签到,获得积分0
3秒前
朴素沛山完成签到 ,获得积分10
3秒前
山是山三十三完成签到 ,获得积分10
5秒前
小二郎应助沉默小虾米采纳,获得10
6秒前
qiongqiong完成签到 ,获得积分10
7秒前
简书完成签到,获得积分10
7秒前
板凳板凳完成签到 ,获得积分10
7秒前
淡淡的凡完成签到 ,获得积分10
8秒前
聪明的二休完成签到,获得积分10
9秒前
朴实的小懒虫完成签到,获得积分10
10秒前
19秒前
21秒前
leilei完成签到,获得积分10
24秒前
27秒前
熊雅完成签到,获得积分10
27秒前
美满的珠完成签到 ,获得积分10
28秒前
悦耳含灵完成签到,获得积分10
28秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
beloved完成签到 ,获得积分0
31秒前
kyt完成签到 ,获得积分10
32秒前
无限的丸子曾完成签到 ,获得积分10
36秒前
甜叶菊发布了新的文献求助10
36秒前
Michael_li完成签到,获得积分10
39秒前
风中凡白完成签到 ,获得积分10
39秒前
Lauren完成签到 ,获得积分10
45秒前
华仔应助lc采纳,获得10
45秒前
47秒前
Sept6完成签到 ,获得积分10
47秒前
优雅莞完成签到,获得积分10
48秒前
ccccchen完成签到,获得积分10
48秒前
aikeyan完成签到,获得积分10
49秒前
854fycchjh完成签到,获得积分10
51秒前
sdfwsdfsd完成签到,获得积分10
54秒前
嘻嘻完成签到 ,获得积分10
54秒前
55秒前
南辞完成签到 ,获得积分10
55秒前
Kevin完成签到,获得积分10
56秒前
57秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7298340
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8916676
关于积分的说明 18879618
捐赠科研通 6963436
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210642
关于科研通互助平台的介绍 2379958
邀请新用户注册赠送积分活动 2187125