Unraveling the mechanism of pyrrole and N-defect regulating CoN4 single atom catalysts as a pH-universal bifunctional electrocatalyst for OER and ORR

双功能 过电位 催化作用 化学 电催化剂 析氧 吡咯 配体(生物化学) 吡啶 双功能催化剂 电化学 组合化学 无机化学 物理化学 有机化学 电极 受体 生物化学
作者
Chen‐Shuang Yin,Yan Leng,Xikun Yang,Chungang Min,Ai‐Min Ren
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier BV]
卷期号:643: 158605-158605 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2023.158605
摘要

The development of bifunctional electrocatalysts for fuel cells and rechargeable metal-air cells was very urgent, but it still faced enormous challenges. Single atom catalysts had achieved satisfactory performance in these research fields, however, the coordination environment and catalytic mechanism of the active center were still unclear. Herein, density functional theory (DFT) calculations were used to systematically investigated the effects of heterolateral pyridine or pyrrole ligand and/or N-defect on oxygen evolution reaction (OER) and oxygen reduction reaction (ORR) of CoN4 catalysts both in acidic and alkaline media. Compared with CoN4, the N-defect and axial pyrrole or pyridine ligand jointly modified CoN4 catalysts had improve activities for OER, the N-defect and heterolateral pyrrole ligand modified CoN4 catalysts had improve activities for ORR. Additionally, CoN3-pyrrole also exhibited moderate intrinsic barriers for the kinetics rate-limiting step (KRLS) in both acidic and alkaline media for OER and ORR. In conclusion, CoN3-pyrrole was considered as the optimal candidate for bifunctional catalysts due to its relatively superior bifunctional theoretical overpotential and reaction barrier of KRLS in acidic and alkaline media. The theoretical overpotential was not the only evaluation criteria, the intrinsic barrier of KRLS must be considered as another evaluation criteria of electrocatalytic performance.

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
111发布了新的文献求助10
刚刚
欣喜的人龙完成签到 ,获得积分10
2秒前
mc完成签到,获得积分10
2秒前
在水一方应助淡然电脑采纳,获得10
2秒前
啦啦啦123完成签到,获得积分10
3秒前
ZAP完成签到,获得积分10
3秒前
十八发布了新的文献求助10
4秒前
TT完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
CodeCraft应助细腻的音响采纳,获得10
4秒前
6秒前
6秒前
樱桃汽水完成签到 ,获得积分10
7秒前
Wcy发布了新的文献求助10
7秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
7秒前
JamesPei应助dingbangju采纳,获得10
7秒前
tyj完成签到,获得积分10
8秒前
HX发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
song完成签到,获得积分10
9秒前
hyd1640完成签到,获得积分10
9秒前
椿iii完成签到 ,获得积分10
10秒前
静静在学呢完成签到,获得积分10
10秒前
heblsjfn发布了新的文献求助10
11秒前
去码头整点薯条完成签到,获得积分10
12秒前
快乐冷风应助Yacfans采纳,获得10
13秒前
852应助舍不得你采纳,获得10
14秒前
轻松笙发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
传奇3应助爱科研的小导航采纳,获得10
15秒前
15秒前
雪糕发布了新的文献求助10
16秒前
小小的梦想完成签到,获得积分10
16秒前
图图发布了新的文献求助10
17秒前
彭于晏应助Talia采纳,获得10
19秒前
zz发布了新的文献求助10
20秒前
张泓旭完成签到,获得积分20
21秒前
BJ_whc发布了新的文献求助10
21秒前
Wcy发布了新的文献求助10
21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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Periodic Report Summary 2 - AFTER (A Framework for electrical power sysTems vulnerability identification, dEfense and Restoration) 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 7319187
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8934862
关于积分的说明 18940376
捐赠科研通 6977930
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214360
关于科研通互助平台的介绍 2382246
邀请新用户注册赠送积分活动 2193330