Dual metal-organic frameworks-derived Fe-atomic sites bounded to fine Fe/Fe C nanoparticles for enhanced oxygen electroreduction

金属有机骨架 纳米颗粒 对偶(语法数字) 氧气 材料科学 有界函数 金属 原子氧 吸附 无机化学 化学工程 化学 纳米技术 物理化学 冶金 有机化学 艺术 工程类 数学分析 文学类 数学
作者
Meixin Chen,Fantao Kong,Heliang Yao,Yafeng Chen,Ge Meng,Ziwei Chang,Chang Chen,Han Tian,Lianzhou Wang,Xiangzhi Cui,Jianlin Shi
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:453: 139820-139820 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.139820
摘要

Maximizing metal utilization and increasing their activity are the main challenges to improve the oxygen reduction reaction (ORR) performance of iron and nitrogen co-doped carbons (Fe-N-Cs) catalysts. However, the activity contribution of the iron-containing nanoparticles (i.e. Fe/FexC NPs) inevitably formed during the preparation of Fe-N-C catalysts is often overlooked. Herein, we develop a new composite electrocatalyst (Fe/FexC@Fe-N-Cs) via a surfactant-assisted “MOF-on-MOF” oriented assembly and confined conversion strategy to enhance Fe utilization. The resultant Fe/FexC@Fe-N-C-900, featuring the combination of fine Fe/FexC NPs and Fe-N4 reactive sites, achieves excellent ORR activity with half-wave potentials (E1/2) of 0.91 V and 0.81 V in both alkaline and acidic electrolytes. When using as the cathode, Fe/FexC@Fe-N-C-900 exhibits promising performances in Zn-air battery and H2-O2 fuel cell, featuring the maximum power density of 150 mW cm−2 and 560 mW cm−2, respectively. The electronic migration from Fe/FexC NPs to neighboring Fe-N4 sites leads to moderate adsorption for reactants/intermediates on Fe atomic centers, subsequently elevating optimal ORR performance, which is revealed by density functional theory (DFT) calculations, confirming the crucial effect of Fe/FexC NPs in improving the activity and stability of Fe-N-Cs.
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
今后应助kulolo采纳,获得10
1秒前
1秒前
手握灵珠常奋笔给手握灵珠常奋笔的求助进行了留言
2秒前
早发论文完成签到 ,获得积分10
4秒前
8秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
安安的屁屁完成签到 ,获得积分20
11秒前
是小越啊发布了新的文献求助30
12秒前
执笔画流年完成签到,获得积分20
13秒前
英俊的铭应助SQDHZJ采纳,获得10
14秒前
14秒前
mysyne发布了新的文献求助10
15秒前
科研通AI2S应助青栞采纳,获得10
17秒前
19秒前
21秒前
21秒前
数据线发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
25秒前
111发布了新的文献求助10
25秒前
自由的雁发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
基于CZT探测器的128通道能量时间前端读出ASIC设计 300
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3777347
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3322741
关于积分的说明 10211312
捐赠科研通 3038069
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667051
邀请新用户注册赠送积分活动 797952
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758098