Dynamic Restructuring of Carbon Nanotube-Supported High-Entropy Alloys Enabling Efficient Oxygen Electrocatalysis

电催化剂 析氧 材料科学 碳纤维 化学工程 氧气 纳米颗粒 电子转移 合金 金属 碳纳米管 纳米技术 氧化还原 氧还原反应 催化作用 密度泛函理论 过渡金属 化学物理 石墨烯 无机化学
作者
Peifang Guo,Da Liu,Haiwei Yang,Peng Chen,Mingchang Zhang,Xingyu Ding,Chao Zheng,Hongge Pan,Renbing Wu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (5): 4152-4165 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c15820
摘要

Oxygen electrocatalysis, mainly including the oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER), is a cornerstone in rechargeable metal–air batteries. However, these reactions are sluggish due to the four-electron transfer process and the linear scaling relationship of the intermediate binding strength. Herein, we have rationally developed a hybrid composite consisting of high-entropy alloy nanoparticles (NPs) encapsulated in carbon nanotubes (CNTs) to significantly improve the electrocatalytic performance. In situ spectroscopy investigations and theoretical calculations disclose that high-entropy alloys undergo dynamic reconstruction to form MOOH and M–OH (M represents metallic elements) as the authentic active species in the ORR and OER processes, respectively. Specifically, Fe, Co, Mn, and Cu regulate the charge transfer between the Ni–O bonds in MOOH for the OER, while the high-entropy effect and surface-absorbed OH groups coregulate the d-band center of surface Co for the efficient ORR. Accordingly, the as-developed FeCoNiMnCu@CNTs exhibits activity for both ORR and OER, with an ultralow voltage gap of 0.626 V between the half-wave potential of ORR and the OER potential at 10 mA cm –2 . Moreover, Zn–air batteries with FeCoNiMnCu@CNTs exhibit a power density of 131.3 mW cm –2 and robust stability.
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
晴3388发布了新的文献求助10
刚刚
molihuakai应助昏睡的乌冬面采纳,获得10
1秒前
1秒前
pann发布了新的文献求助10
2秒前
Akim应助唯有一个心采纳,获得10
2秒前
迟迟发布了新的文献求助10
2秒前
若兰完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
喜悦代真完成签到 ,获得积分10
5秒前
小徐要上学完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
6秒前
稞小弟完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
8秒前
李健应助yy采纳,获得10
8秒前
isabella发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
灯灯应助nineyo采纳,获得10
10秒前
南风发布了新的文献求助30
11秒前
我爱学习发布了新的文献求助10
11秒前
genie发布了新的文献求助10
11秒前
小星星发布了新的文献求助10
12秒前
灯灯应助物质会采纳,获得10
12秒前
13秒前
明亮丸子完成签到,获得积分10
13秒前
木南发布了新的文献求助10
13秒前
星辰大海应助isabella采纳,获得10
14秒前
yummy应助Aimedar采纳,获得10
14秒前
cc应助hh采纳,获得10
15秒前
15秒前
niansi应助南风采纳,获得10
16秒前
16秒前
19秒前
21秒前
21秒前
22秒前
22秒前
超级的如南完成签到,获得积分10
23秒前
24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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Positive Art Therapy Theory and Practice 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Key mechanistic insights into the intramolecular C-H bond amination and double bond aziridination in sulfamate esters catalyzed by dirhodium tetracarboxylate complexes 500
The Neuroscience of Language 400
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 7671713
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9238873
关于积分的说明 19897874
捐赠科研通 7241216
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285105
关于科研通互助平台的介绍 2443380
邀请新用户注册赠送积分活动 2287296