Tailoring Oxygen Reduction Reaction Kinetics of Fe−N−C Catalyst via Spin Manipulation for Efficient Zinc–Air Batteries

氧还原反应 材料科学 催化作用 动力学 氧还原 密度泛函理论 氧气 自旋态 化学工程 金属 无机化学 物理化学 计算化学 有机化学 冶金 电极 电化学 化学 物理 量子力学 工程类
作者
Huiwen Zhang,Hsiao‐Chien Chen,Solmaz Feizpoor,Linfeng Li,Xuefeng Zhang,Xuefei Xu,Zechao Zhuang,Zhishan Li,Wenyu Hu,Rony Snyders,Dingsheng Wang,Chundong Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (25): e2400523-e2400523 被引量:274
标识
DOI:10.1002/adma.202400523
摘要

Abstract The interaction between oxygen species and metal sites of various orbitals exhibits intimate correlation with the oxygen reduction reaction (ORR) kinetics. Herein, a new approach for boosting the inherent ORR activity of atomically dispersed Fe−N−C matrix is represented by implanting Fe atomic clusters nearby. The as‐prepared catalyst delivers excellent ORR activity with half‐wave potentials of 0.78 and 0.90 V in acidic and alkaline solutions, respectively. The decent ORR activity can also be validated from the high‐performance rechargeable Zn–air battery. The experiments and density functional theory calculations reveal that the electron spin‐state of monodispersed Fe active sites is transferred from the low spin (LS, t 2g 6 e g 0 ) to the medium spin (MS, t 2g 5 e g 1 ) due to the involvement of Fe atomic clusters, leading to the spin electron filling in σ∗ orbit, by which it favors OH − desorption and in turn boosts the reaction kinetics of the rate‐determining step. This work paves a solid way for rational design of high‐performance Fe‐based single atom catalysts through spin manipulation.
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
照亮世界的ay完成签到,获得积分10
2秒前
朴实初夏完成签到 ,获得积分10
9秒前
SAY完成签到 ,获得积分10
17秒前
周周周完成签到 ,获得积分10
19秒前
swslgd完成签到 ,获得积分10
22秒前
在水一方应助英吉利25采纳,获得10
25秒前
27秒前
27秒前
29秒前
jiuzhege完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
星空棒棒糖完成签到,获得积分10
32秒前
Leo发布了新的文献求助10
33秒前
点点完成签到 ,获得积分10
33秒前
yi完成签到 ,获得积分10
36秒前
Akim应助Leo采纳,获得10
44秒前
半岛铁盒完成签到 ,获得积分10
48秒前
董是鑫完成签到 ,获得积分10
51秒前
52秒前
hhh2018687完成签到,获得积分10
54秒前
mbxjsy发布了新的文献求助10
57秒前
iorpi完成签到,获得积分10
1分钟前
xu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Dellamoffy完成签到,获得积分10
1分钟前
muffler发布了新的文献求助10
1分钟前
爱与感谢完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
nwq完成签到,获得积分10
1分钟前
小二郎应助jtyt采纳,获得10
1分钟前
左丘映易完成签到,获得积分0
1分钟前
木木完成签到 ,获得积分10
1分钟前
乐观的星月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Song完成签到 ,获得积分10
1分钟前
整齐豆芽完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无言完成签到 ,获得积分10
1分钟前
郭郭要努力ya完成签到 ,获得积分0
2分钟前
xz完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
小狮子完成签到 ,获得积分10
2分钟前
伶俐书蝶完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6262586
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8084703
关于积分的说明 16891484
捐赠科研通 5333193
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2838938
邀请新用户注册赠送积分活动 1816348
关于科研通互助平台的介绍 1670131