FeN4OC Nanoplates Covalently Bonding on Graphene for Efficient CO2 Electroreduction and ZnCO2 Batteries

材料科学 法拉第效率 石墨烯 可逆氢电极 催化作用 一氧化碳 电化学 电催化剂 碳纤维 共价键 密度泛函理论 化学工程 二氧化碳电化学还原 纳米技术 无机化学 电极 物理化学 计算化学 化学 工作电极 有机化学 复合材料 工程类 复合数
作者
Shan Chen,Jialei Chen,Youzeng Li,Sha Tan,Xuelong Liao,Tete Zhao,Kai Zhang,Enyuan Hu,Fangyi Cheng,Huan Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (27) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/adfm.202300801
摘要

Abstract Electrochemical carbon dioxide (CO 2 ) reduction into value‐added products holds great promise in moving toward carbon neutrality but remains a grand challenge due to lack of efficient electrocatalysts. Herein, the nucleophilic substitution reaction is elaborately harnessed to synthesize carbon nanoplates with a FeN 4 O configuration anchored onto graphene substrate (FeN 4 OC/Gr) through covalent linkages. Density functional theory calculations demonstrate the unique configuration of FeN 4 O with one oxygen (O) atom in the axial direction not only suppresses the competing hydrogen evolution reaction, but also facilitates the desorption of *CO intermediate compared with the commonly planar single‐atomic Fe sites. The FeN 4 OC/Gr shows excellent performance in the electroreduction of CO 2 into carbon monoxide (CO) with an impressive Faradaic efficiency of 98.3% at −0.7 V versus reversible hydrogen electrode (RHE) and a high turnover frequency of 3511 h −1 . Furthermore, as a cathode catalyst in an aqueous zinc (Zn)‐CO 2 battery, the FeN 4 OC/Gr achieves a high CO Faradaic efficiency (≈91%) at a discharge current density of 3 mA cm −2 and long‐term stability over 74 h. This work opens up a new route to simultaneously modulate the geometric and electronic structure of single‐atomic catalysts toward efficient CO 2 conversion.

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
全糖全冰完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
开放的正豪应助晴空万里采纳,获得10
1秒前
1秒前
赘婿应助123采纳,获得10
1秒前
知鱼吖发布了新的文献求助10
1秒前
完美世界应助欢喜妙梦采纳,获得10
2秒前
2秒前
今天退学了么完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
Rkh发布了新的文献求助10
5秒前
雪白丹雪发布了新的文献求助10
5秒前
所所应助aki采纳,获得10
6秒前
斯文败类应助可心先生采纳,获得30
6秒前
听话的桐完成签到 ,获得积分20
6秒前
6秒前
科研通AI6.3应助123采纳,获得10
7秒前
秋澄完成签到 ,获得积分10
7秒前
科目三应助热心市民小杨采纳,获得10
8秒前
9秒前
斯文可仁发布了新的文献求助10
9秒前
小梁完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI6.3应助起风了采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
自由自在发布了新的文献求助10
10秒前
JIAGY应助SMULJL采纳,获得10
11秒前
李爱国应助淡淡梦容采纳,获得10
11秒前
韩莹莹完成签到 ,获得积分10
11秒前
鱼鱼完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
Wakaka完成签到,获得积分10
13秒前
hailang关注了科研通微信公众号
13秒前
搜集达人应助小张医生采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
jayyyyyyy21发布了新的文献求助10
14秒前
SJH应助zyz采纳,获得10
14秒前
ale应助Rkh采纳,获得10
14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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
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 7399321
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9004509
关于积分的说明 19169353
捐赠科研通 7034175
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3230764
关于科研通互助平台的介绍 2392962
邀请新用户注册赠送积分活动 2212530