Highly Stable and Electrocatalytically Active Microflower‐Shaped, Fe 2 /Ni‐Coordinated N‐Doped Carbons With Vacancy Sites for Oxygen Redox Reactions

材料科学 双功能 催化作用 空位缺陷 碳纤维 溶解 密度泛函理论 氧化还原 金属 电催化剂 化学工程 析氧 过渡金属 氧气 无机化学 纳米技术 化学稳定性 电子结构 电池(电) 双功能催化剂 电极 合理设计 氧还原反应 工作(物理)
作者
Guiyuan Yang,Yue Li,Xue Wang,Meihong Fan,Qing Liang,Xingquan He,Wei Zhang,Tewodros Asefa
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:16 (16)
标识
DOI:10.1002/aenm.202506668
摘要

ABSTRACT Developing highly efficient and stable electrocatalysts for both the oxygen reduction reaction (ORR) and the oxygen evolution reaction (OER) is vital for the large‐scale deployment of rechargeable zinc‐air batteries (ZABs). Herein, a novel ternary‐atom catalyst, composed of Fe 2 ‐ and Ni‐coordinated, flower‐shaped, N‐doped carbon microparticles containing carbon vacancy sites (Fe 2 /Ni‐N‐C CV MFs), is synthesized using a facile two‐step heat‐treatment strategy. The material possesses Fe 2 ‒N 6 and Ni‒N 4 co‐structures as well as abundant carbon vacancy sites. These render the material remarkable bifunctional electrocatalytic activity and outstanding stability in alkaline media. Density functional theory simulations indicate that: i) the Fe 2 ‒N 6 sites stabilize the reaction intermediate *OOH through bidentate adsorption, ii) the Ni‒N 4 sites favorably modulate the electronic states of Fe 2 ‒N 6 sites, and iii) the carbon vacancy sites around the metallic species hinder the dissolution of the metallic centers. Furthermore, the catalyst exhibits a high peak power density of 264.4 mW cm ‒2 and excellent long‐term cycling stability for 1000 h in rechargeable ZABs. This work will not only guide the development of robust multi‐atom catalysts through the rational modulation of multi‐metallic and vacancy sites, but also provide a new approach to optimizing the electronic structures of the metal centers in such catalysts to enhance electrocatalytic performance.
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
个性的觅波完成签到,获得积分10
1秒前
SciGPT应助从容的问凝采纳,获得10
1秒前
沐沐发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
张一迪发布了新的文献求助10
2秒前
蜗牛先生完成签到 ,获得积分10
3秒前
NexusExplorer应助yyyyy采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
踏实的12发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
木玉成约发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
空青完成签到,获得积分10
5秒前
栗子完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
草草完成签到,获得积分10
5秒前
yangsj完成签到,获得积分10
5秒前
彭于晏应助susu采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
Funny_发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
空青发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
Wangwf发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
阮大帅气发布了新的文献求助10
9秒前
舒心砖头发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
Elena发布了新的文献求助10
10秒前
凌晨洋发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
文艺烧鹅发布了新的文献求助10
11秒前
Ruby发布了新的文献求助10
12秒前
liuu完成签到,获得积分10
12秒前
心灵美的念薇完成签到 ,获得积分10
12秒前
高分求助中
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Römisch-Germanische Forschungen 500
Electric machines: theory, operating applications, and controls 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
When Is Two-Stage Sample Robust Optimization Asymptotically Optimal? 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 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 7602252
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9178555
关于积分的说明 19655662
捐赠科研通 7178049
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3269024
关于科研通互助平台的介绍 2433218
邀请新用户注册赠送积分活动 2262819