Simultaneously Engineering the First and Second Coordination Shells of Single Iron Catalysts for Enhanced Oxygen Reduction

催化作用 电催化剂 部分 活动站点 材料科学 噻吩 纳米技术 化学 组合化学 立体化学 有机化学 物理化学 电化学 电极
作者
Kai Chi,Zhuoping Wang,Tao Sun,Peng He,Fei Xiao,Jiong Lu,Shuai Wang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (32): e2311817-e2311817 被引量:28
标识
DOI:10.1002/smll.202311817
摘要

The atomically dispersed Fe-N4 active site presents enormous potential for various renewable energy conversions. Despite its already remarkable catalytic performance, the local atomic microenvironment of each Fe atom can be regulated to further enhance its efficiency. Herein, a novel conceptual strategy that utilizes a simple salt-template polymerization method to simultaneously adjust the first coordination shell (Fe-N3S1) and second coordination shell (C-S-C, a structure similar to thiophene) of Fe-N4 isolated atoms is proposed. Theoretical studies suggest that this approach can redistribute charge density in the MN4 moiety, lowering the d-band center of the metal site. This weakens the binding of oxygenated intermediates, enhancing oxygen reduction reaction (ORR) activity when compared to only implementing coordination shell regulation. Based on the above discovery, a single Fe atom electrocatalyst with the optimal Fe-N3S1-S active moiety incorporated in nitrogen, sulfur co-doped graphene (Fe-SAc/NSG) is designed and synthesized. The Fe-SAc/NSG catalyst exhibits excellent alkaline ORR activity, exceeding benchmark Pt/C and most Fe-SAc ORR electrocatalysts, as well as superior stability in Zn-air battery. This work aims to pave the way for creating highly active single metal atom catalysts through the localized regulation of their atomic structure.
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
刚刚
刚刚
王永涛完成签到,获得积分20
1秒前
丰富的雪糕完成签到,获得积分10
6秒前
向阳发布了新的文献求助10
6秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Muran完成签到,获得积分0
7秒前
核桃发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
shim完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
han发布了新的文献求助200
10秒前
10秒前
xixi完成签到,获得积分10
10秒前
yxf完成签到,获得积分10
11秒前
王永涛关注了科研通微信公众号
13秒前
13秒前
苏大强完成签到,获得积分10
13秒前
Yas完成签到,获得积分10
15秒前
曌毓发布了新的文献求助10
15秒前
顾羽完成签到,获得积分10
15秒前
方法完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
搜集达人应助seven采纳,获得10
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
18秒前
马邦德完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18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
Cronologia da história de Macau 1600
Decentring Leadership 1000
Treatment response-adapted risk index model for survival prediction and adjuvant chemotherapy selection in nonmetastatic nasopharyngeal carcinoma 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Intentional optical interference with precision weapons (in Russian) Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6185322
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8012721
关于积分的说明 16666889
捐赠科研通 5284227
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2816899
邀请新用户注册赠送积分活动 1796601
关于科研通互助平台的介绍 1661047