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:319
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
快乐的千兰完成签到 ,获得积分10
2秒前
秋秋完成签到 ,获得积分10
4秒前
myS完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
铁瓜李完成签到 ,获得积分10
6秒前
故意的白昼完成签到 ,获得积分10
6秒前
planto完成签到,获得积分10
7秒前
枫威完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
cc完成签到 ,获得积分10
10秒前
蓝色完成签到,获得积分10
11秒前
奋青发布了新的文献求助10
13秒前
hhhhh好发布了新的文献求助10
15秒前
慧子完成签到 ,获得积分10
16秒前
深情安青应助张正采纳,获得10
18秒前
Ding-Ding完成签到,获得积分10
19秒前
lx完成签到,获得积分10
19秒前
欢呼妙菱完成签到,获得积分10
20秒前
25秒前
yyy完成签到 ,获得积分10
27秒前
科目三应助大呲花采纳,获得10
29秒前
张正发布了新的文献求助10
31秒前
宁安完成签到 ,获得积分10
33秒前
林好人完成签到 ,获得积分10
33秒前
yangwenjie1212完成签到 ,获得积分10
35秒前
36秒前
研友_VZG7GZ应助ranj采纳,获得10
36秒前
超帅的又槐完成签到,获得积分10
36秒前
黄淮科研小白龙完成签到 ,获得积分10
39秒前
lxxxx完成签到 ,获得积分10
40秒前
邱曾烨发布了新的文献求助10
41秒前
ranj发布了新的文献求助10
41秒前
8D完成签到,获得积分10
43秒前
北枳完成签到,获得积分10
45秒前
奋青完成签到 ,获得积分10
46秒前
licheng完成签到,获得积分10
49秒前
安安完成签到,获得积分10
50秒前
lizishu应助邱曾烨采纳,获得50
55秒前
1分钟前
小新小新完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
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 7204486
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8838236
关于积分的说明 18652020
捐赠科研通 6851131
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3180237
关于科研通互助平台的介绍 2338440
邀请新用户注册赠送积分活动 2154627