Efficient oxygen electrocatalysts with highly-exposed Co-N4 active sites on N-doped graphene-like hierarchically porous carbon nanosheets enhancing the performance of rechargeable Zn-air batteries

双功能 材料科学 电催化剂 石墨烯 化学工程 析氧 催化作用 贵金属 纳米技术 阴极 碳纤维 电极 金属 化学 电化学 复合材料 复合数 有机化学 物理化学 冶金 工程类
作者
Nengfei Yu,Hui Chen,Jingbiao Kuang,Kai-Lin Bao,Wei Yan,Jilei Ye,Zhongtang Yang,Qinghong Huang,Yuping Wu,Shi‐Gang Sun
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:15 (8): 7209-7219 被引量:83
标识
DOI:10.1007/s12274-022-4382-7
摘要

Designing bifunctional oxygen electrocatalysts with high activity, lasting stability, and low-cost for rechargeable zinc-air batteries (RZABs) is a tough challenge. Herein, an advanced electrocatalyst is prepared by anchoring atomically dispersed Co atoms on N-doped graphene-like hierarchically porous carbon nanosheets (SA-Co-N 4 -GCs) and thereby forming Co-N 4 -C architecture. Its unique structure with excellent conductivity, large surface area, and three dimensional (3D) interconnected hierarchically porous architecture exposes not only more Co-N 4 active sites to accelerate the kinetics of both oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER), but also provides an efficient charge/mass transport environment to reduce diffusion barrier. Consequently, SA-Co-N 4 -GCs exhibits excellent ORR/OER bifunctional activities and durability, surpassing noble-metal catalysts. Liquid RZABs using SA-Co-N 4 -GCs cathodes display a high open-circuit voltage of 1.51 V, a remarkable power density of 149.3 mW·cm −2 , as well as excellent stability and rechargeability with faint increase in polarization even at a large depth of charge—discharge cycle with 16 h per cycle over an entire 600 h long-term test. Moreover, flexible quasi-solid-state RZABs with SA-Co-N 4 -GCs cathodes also deliver a considerable power density of 124.5 mW·cm −2 , which is even higher than that of liquid batteries using noble-metal catalysts. This work has thrown new insight into development of high-performance and low-cost electrocatalysts for energy conversion and storage.
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
HuiLang的应助被369ninja采纳,获得10
刚刚
科研通AI6.4的应助被csy采纳,获得10
刚刚
1秒前
FashionBoy的应助被再说吧采纳,获得10
1秒前
小波发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
麻辣橙子的应助被www采纳,获得10
1秒前
ljq完成签到,获得积分10
1秒前
lilili完成签到,获得积分10
2秒前
迷你的盼旋完成签到,获得积分10
2秒前
有胆量的小熊猫完成签到,获得积分10
3秒前
cc发布了新的文献求助10
3秒前
姚晓华发布了新的文献求助10
3秒前
123啊完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
田田完成签到 ,获得积分10
3秒前
丘比特的应助被bingbing采纳,获得10
3秒前
4秒前
Stata@R完成签到,获得积分10
4秒前
核桃的应助被DLDL采纳,获得10
4秒前
joysa完成签到,获得积分10
4秒前
蓉蓉完成签到,获得积分10
4秒前
张鑫稳发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
淡定天磊完成签到,获得积分10
5秒前
哈哈哈哈哈噶完成签到 ,获得积分10
6秒前
完工发布了新的文献求助20
6秒前
6秒前
ccshi完成签到,获得积分10
6秒前
研材之学完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
哭泣静丹完成签到,获得积分10
7秒前
小张完成签到 ,获得积分10
8秒前
空白格完成签到,获得积分10
8秒前
林妮发布了新的文献求助10
9秒前
迷迷完成签到,获得积分10
9秒前
三千弱水为君饮完成签到,获得积分10
9秒前
FashionBoy的应助被舒心妙旋采纳,获得10
9秒前
fighting完成签到,获得积分10
9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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Sustainable Engineered Micro/Nanofibers and Hybrid Nanocomposites for Environmental Remediation 400
Ecotourism 400
Liquidus diagram and viscosity estimation in pseudo-binary system Li2B6O10–LiF 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8076652
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9494616
关于积分的说明 21382290
捐赠科研通 7644690
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400174
关于科研通互助平台的介绍 2529895
邀请新用户注册赠送积分活动 2438810