Cobalt atom-cluster interactions synergistically enhance the activity of oxygen reduction reaction in seawater

电催化剂 海水 材料科学 电解质 吸附 电池(电) 结合能 氧气 星团(航天器) 无机化学 化学物理 电化学 物理化学 原子物理学 化学 电极 有机化学 物理 热力学 功率(物理) 冶金 地质学 程序设计语言 计算机科学 海洋学
作者
Junda Lu,Qi Lu,Yue Guo,Xiangqi Chen,Zhiping Yin,Yanhui Cao,Yuanyuan Guo,Jinfeng Zhang,Haozhi Wang,Jing Wang,Xuerong Zheng,Kenneth I. Ozoemena,Yida Deng
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:65: 103093-103093 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.103093
摘要

Seawater electrocatalysis is highly desired for a variety of energy storage and conversion systems, such as water splitting and metal fuel cells that directly using seawater as electrolyte. However, the adsorption of chloride ions (Cl−) on active sites of cathodes would worsen the oxygen reduction reaction (ORR) activity and stability, thus lowering the battery performance. In this work, we firstly designed an electrocatalyst model, in which the Co atomic clusters were closely surrounded by satellite Co single atoms on N-doped carbon substrates, designated as Co-ACSAs. The theoretical calculation results suggested that the Co clusters possess stronger Cl− binding energy and acted as pre-adsorption group for Cl−, thus fully exposed Co single atoms as ORR active sites with stronger O2 adsorption energy to promote the oxygen reduction reaction process. Then, we developed an ultrafast high temperature shock strategy to synthesize the Co-ACSAs by controlling the N concentration in carbon substrates. Benefiting from the moderate interacting distance between Co clusters and satellite Co single atoms in Co-ACSAs, the electronic structure of Co clusters and Co single atoms was optimized through the modulation of the interconnected hexatomic ring. As a result, Co-ACSAs exhibit superior ORR activity and durability with on-set and half-wave potentials of 0.885 V and 0.782 V, respectively, and continuously catalyzing for 485 h in seawater electrolyte. The Co-ACSAs-based seawater battery exhibits a discharge voltage of 1.41 V at 5 mA cm−2 and realized stable energy supply for more than 390 h.
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
刚刚
3秒前
努力向前看完成签到,获得积分10
7秒前
三金脚脚完成签到 ,获得积分10
8秒前
cheney完成签到,获得积分10
14秒前
虚心的半梅完成签到,获得积分10
17秒前
fcf335gj完成签到,获得积分10
18秒前
KingWave完成签到 ,获得积分10
18秒前
thousandlong完成签到,获得积分10
26秒前
领导范儿应助哼哼采纳,获得10
32秒前
Bsisoy完成签到,获得积分10
32秒前
周二完成签到 ,获得积分10
34秒前
韭菜盒子完成签到,获得积分20
38秒前
实验报告没写完完成签到,获得积分10
41秒前
Yuuuu完成签到 ,获得积分10
46秒前
积极平蓝完成签到 ,获得积分10
46秒前
YU完成签到 ,获得积分10
47秒前
达拉崩吧吧咂嘿完成签到 ,获得积分10
48秒前
luluyang完成签到 ,获得积分10
51秒前
达拉崩吧吧咂嘿关注了科研通微信公众号
54秒前
小喵完成签到 ,获得积分10
55秒前
liyiliyi117完成签到,获得积分10
56秒前
有你有我完成签到,获得积分10
1分钟前
爱吃秋刀鱼的大脸猫完成签到,获得积分10
1分钟前
微詹完成签到,获得积分10
1分钟前
聪明小丸子完成签到,获得积分10
1分钟前
田心齐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
勤奋小懒猪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Zheng完成签到 ,获得积分10
1分钟前
御风完成签到,获得积分10
1分钟前
三千完成签到 ,获得积分0
1分钟前
灰鲸完成签到 ,获得积分20
1分钟前
研友_VZG7GZ应助奥里给采纳,获得10
1分钟前
龙阔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
金箍棒应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
ming完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
A pan-cancer cuproptosis signature predicting immunotherapy response and prognosis 1500
Straight Talk about ADHD in Girls: How to Help Your Daughter Thrive 1100
Lorenz Luthi - The Regional Cold Wars in Europe, East Asia, and the Middle East Crucial Periods and Turning Points 1000
Models of Teaching(The 10th Edition,第10版!)《教学模式》(第10版!) 800
Full waveform acoustic data processing 500
More Activities for Teaching Positive Psychology A Guide for Instructors 330
The Chicago Manual of Style, 18th Edition 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2887854
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2508055
关于积分的说明 6789646
捐赠科研通 2183642
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1160876
版权声明 586654
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 569391