Tuning the p‐Orbital Electron Structure of s‐Block Metal Ca Enables a High‐Performance Electrocatalyst for Oxygen Reduction

材料科学 氧烷 电催化剂 密度泛函理论 电子转移 Atom(片上系统) 金属 结晶学 费米能级 电子结构 无机化学 催化作用 物理化学 电子 化学 计算化学 电极 电化学 光谱学 物理 有机化学 冶金 嵌入式系统 计算机科学 量子力学
作者
Zhiyu Lin,Hao Huang,Ling Cheng,Wei Hu,Pengping Xu,Yang Yang,Jianmin Li,Fei‐Yue Gao,Yang Kang,Shuai Liu,Peng Jiang,Wensheng Yan,Shi Chen,Changlai Wang,Huigang Tong,Minxue Huang,Wei Zheng,Hui Wang,Qianwang Chen
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (51): e2107103-e2107103 被引量:144
标识
DOI:10.1002/adma.202107103
摘要

Abstract Most previous efforts are devoted to developing transition metals as electrocatalysts guided by the d‐band center model. The metals of the s‐block of the periodic table have so far received little attention in the application of oxygen reduction reactions (ORR). Herein, a carbon catalyst with calcium (Ca) single atom coordinated with N and O is reported, which displays exceptional ORR activities in both acidic condition ( E 1/2 = 0.77 V, 0.1 m HClO 4 ) and alkaline condition ( E 1/2 = 0.90 V, 0.1 m KOH). The CaN, O/C exhibits remarkable performance in zinc–air battery with a maximum power density of 218 mW cm –2 , superior to a series of catalysts reported so far. X‐ray absorption near‐edge structure (XANES) characterization confirms the formation of N‐ and O‐atom‐coordinated Ca in the carbon matrix. Density functional theory (DFT) calculations reveal that the high catalytic activity of main‐group Ca is ascribed to the fact that its p‐orbital electron structure is regulated by N and O coordination so that the highest peak ( E P ) of the projected density of states (PDOS) for the Ca atom is moved close to the Fermi level, thereby facilitating the adsorption of ORR intermediates and electron transfer.
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
研友_VZG7GZ应助刘子迹采纳,获得10
1秒前
踏实尔阳完成签到,获得积分10
1秒前
苏轼完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
tph发布了新的文献求助10
5秒前
林夕完成签到 ,获得积分0
6秒前
jiaaniu完成签到 ,获得积分10
6秒前
一点完成签到 ,获得积分0
6秒前
光亮以晴完成签到,获得积分10
8秒前
zzl7337完成签到,获得积分10
10秒前
甜甜醉波完成签到,获得积分10
11秒前
杨嘉禧完成签到,获得积分10
11秒前
羊又串完成签到,获得积分20
13秒前
WXR完成签到,获得积分10
13秒前
bing完成签到,获得积分10
15秒前
烤番薯发布了新的文献求助10
16秒前
Yewen完成签到,获得积分10
17秒前
科研dog完成签到,获得积分10
18秒前
科研通AI6.3应助鲁卓林采纳,获得10
19秒前
liaosion完成签到 ,获得积分10
21秒前
寒山完成签到 ,获得积分10
22秒前
cc完成签到,获得积分10
22秒前
Zcl发布了新的文献求助10
24秒前
onetree完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
开心小鸭子完成签到,获得积分10
28秒前
严xixi完成签到 ,获得积分10
29秒前
cx完成签到,获得积分10
31秒前
烧仙草之完成签到 ,获得积分10
32秒前
32秒前
小蘑菇应助Zcl采纳,获得10
32秒前
gudujian870928完成签到,获得积分10
34秒前
haihai完成签到 ,获得积分20
34秒前
麦子完成签到 ,获得积分10
35秒前
LiChard完成签到 ,获得积分0
35秒前
jeronimo完成签到,获得积分10
37秒前
37秒前
鲁卓林完成签到,获得积分10
38秒前
科研文献发布了新的文献求助10
40秒前
llmm发布了新的文献求助10
44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
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 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 7324070
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8939492
关于积分的说明 18952576
捐赠科研通 6980909
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3215309
关于科研通互助平台的介绍 2382740
邀请新用户注册赠送积分活动 2194608