Sulfur‐Mediated Microenvironment Modulation of High‐Density Fe‐N4 Sites for High‐Efficiency Oxygen Reduction and Cryotolerant Quasi‐Solid‐State Zinc‐Air Batteries

材料科学 氧还原 硫黄 还原(数学) 氧气 调制(音乐) 固态 光电子学 无机化学 化学工程 电极 冶金 物理化学 电化学 有机化学 化学 哲学 几何学 数学 工程类 美学
作者
Chen Zhao,Bingxian Chu,Hao Nian,Bing Shao,Yu Lu,Fanchao Zhang,Yang‐Gang Wang,Qiang Xü
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adma.202510621
摘要

Abstract Single‐atom catalysts (SACs) featuring Fe‐N 4 active sites hold significant potential for the oxygen reduction reaction (ORR). However, achieving high‐density Fe‐N 4 active sites while precisely modulating their microenvironment to enhance ORR activity remains a formidable challenge. Here, an S‐mediated strategy is presented for the preparation of Fe single‐atom‐loaded S,N‐doped carbon (FeNSC). This strategy leverages the interactions between S and N during pyrolysis to significantly suppress N loss, thereby achieving a high density of Fe‐N 4 sites. Concurrently, the precise doping of S into the second coordination shell of Fe‐N 4 centers modulates their electronic structure, leading to a significant weakening of * O and * OH intermediates adsorption during the ORR. Consequently, the FeNSC catalyst exhibits excellent pH‐universal ORR performance with half‐wave potentials of 0.928 V (0.1 M KOH), 0.806 V (0.1 M HClO 4 ), and 0.755 V (0.1 M phosphate buffer solution). A FeNSC‐based quasi‐solid‐state zinc‐air battery (QSS‐ZAB) achieves smooth operation over a broad temperature range of −40 to 60 °C. Notably, it sustains continuous operation for over 940 h at −40 °C, showcasing unprecedented cryotolerance. This work provides novel insights into the electronic microenvironment engineering of Fe‐N 4 sites in SACs for high‐efficiency ORR and cryotolerant QSS‐ZABs.
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
pengliao完成签到,获得积分10
刚刚
小景007完成签到,获得积分10
1秒前
披着狼皮的哈士奇完成签到,获得积分20
2秒前
无花果应助allofme采纳,获得10
2秒前
nsc发布了新的文献求助10
2秒前
lingaga发布了新的文献求助10
2秒前
简单素阴完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI5应助小何同学采纳,获得10
2秒前
陶玲发布了新的文献求助10
3秒前
shasha发布了新的文献求助10
3秒前
张静瑶发布了新的文献求助10
4秒前
曾泰平发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
小赵发布了新的文献求助10
4秒前
光影完成签到,获得积分10
4秒前
小小虾发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
Carvin完成签到,获得积分10
6秒前
CipherSage应助好好下文献采纳,获得10
7秒前
8秒前
cat发布了新的文献求助10
9秒前
恋恋青葡萄完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
酷波er应助skskysky采纳,获得10
10秒前
10秒前
妮妮发布了新的文献求助50
10秒前
Lucas应助派大星采纳,获得10
10秒前
里理完成签到 ,获得积分10
10秒前
我要发文章完成签到 ,获得积分10
10秒前
脑洞疼应助nsc采纳,获得10
10秒前
dummy111发布了新的文献求助10
11秒前
一起长大的约定完成签到,获得积分10
12秒前
Ocean完成签到,获得积分10
12秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
64658应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
12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
Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, Fourth Edition 1000
Determination of the boron concentration in diamond using optical spectroscopy 600
Founding Fathers The Shaping of America 500
Distinct Aggregation Behaviors and Rheological Responses of Two Terminally Functionalized Polyisoprenes with Different Quadruple Hydrogen Bonding Motifs 460
Research Handbook on Law and Political Economy Second Edition 398
March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure 300
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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4559624
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3986027
关于积分的说明 12341437
捐赠科研通 3656691
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2014540
邀请新用户注册赠送积分活动 1049268
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 937586