Hydrogen‐Bond‐Assisted Synthesis of Single‐Atom and Nanocluster Synergistic Sites for Enhanced Oxygen Reduction Reaction

材料科学 氧还原反应 氧还原 还原(数学) Atom(片上系统) 氧气 纳米技术 氧原子 化学工程 光化学 物理化学 分子 有机化学 电化学 化学 嵌入式系统 几何学 工程类 计算机科学 数学 电极
作者
Xue Lü,Fei Xiang,Shaoyi Li,Wenke Liu,Yiwen Zeng,Ximei Fan,Jian Yang,Andrea Fratalocchi
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (40) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/adfm.202506982
摘要

Abstract Electrocatalysts combining metal single‐atom and nanocluster synergy are promising alternatives to platinum‐based catalysts for oxygen reduction reaction (ORR). However, controllable synthesis of such catalysts with high ORR performance remains challenging due to metal atom aggregation into large nanoparticles. Here, a hydrogen‐bond network confinement approach to construct Co nanocluster and Co‐Nx‐C moiety coexisting active sites on nitrogen‐doped porous carbon for highly active and long‐term stable ORR is reported. The optimized Co@Co‐N‐C catalyst exhibits a half‐wave potential (E1/2) of 0.92 V versus RHE and a limiting current density (JL) of 6.02 mA cm−2 for ORR, presenting a 40 mV positive shift in E1/2 than the competitor with the highest JL and 15.7% improvement in JL over the catalyst with the most positive E1/2. The enhanced catalytic performance originates from the synergy between Co nanocluster and Co‐Nx‐C moieties, which modulates the electronic structure of the Co‐based active sites and improves the electrochemically active surface area. The zinc‐air battery assembled with Co@Co‐N‐C catalyst delivers a specific capacity of 870 mAh g−1 and a maximum discharge power density of 210 mW cm−2, representing ≈52% improvement over Pt/C‐based devices. This hydrogen‐bond‐assisted synthesis strategy opens pathways for designing high‐performing catalysts in diversified fields beyond ORR, including water splitting, CO2 reduction, and nitrogen reduction.
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
3秒前
酷炫小甜瓜完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
6秒前
7秒前
GZU完成签到,获得积分20
7秒前
Todayisagift完成签到,获得积分10
7秒前
molihuakai应助liyunma采纳,获得10
7秒前
aMaris发布了新的文献求助10
7秒前
aiyi完成签到,获得积分10
8秒前
cdercder应助飘零枫叶采纳,获得10
8秒前
UU发布了新的文献求助30
8秒前
支付宝发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
pengya182发布了新的文献求助10
10秒前
19发布了新的文献求助10
10秒前
扬子完成签到 ,获得积分10
12秒前
14秒前
科研小菜完成签到 ,获得积分10
14秒前
俊俊发布了新的文献求助10
16秒前
蔡从安发布了新的文献求助10
16秒前
18秒前
乐羽乐发布了新的文献求助10
18秒前
百事可乐完成签到,获得积分20
18秒前
丘比特应助Tqingyues采纳,获得10
20秒前
谦让曼寒完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
aMaris完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
21秒前
程默默完成签到,获得积分10
23秒前
kyt3633应助谦让曼寒采纳,获得20
24秒前
Bazinga发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
秋秋发布了新的文献求助10
26秒前
曾欣悦发布了新的文献求助10
27秒前
Todayisagift发布了新的文献求助10
27秒前
俊俊完成签到,获得积分20
29秒前
李健应助ZZX采纳,获得10
31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
A Study of the Model by which Principals’ Leadership Behaviour Influences Student Learning Outcomes in Elementary Schools 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
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 7709579
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9266596
关于积分的说明 20061064
捐赠科研通 7285859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3296746
关于科研通互助平台的介绍 2451331
邀请新用户注册赠送积分活动 2303671