Interfacial Electronic Coupling of Fe−N 4 Sites on CoNi-LDH Nanoneedle Arrays for High Efficient Rechargeable Zinc−Air Batteries

纳米针 材料科学 联轴节(管道) 纳米技术 光电子学 化学工程 数码产品 制作 燃料电池 化学气相沉积 纳米颗粒 储能
作者
Yanhong Gong,Chaohang Zhang,Xinyu Song,Haojun Tong,Wenhao Wang,Yue Du,Dongbin Xiong,Lina Zhou,Faqi Zhan,Yisi Liu
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:14 (27): 12378-12391
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.6c04362
摘要

Developing high-performance, cost-effective bifunctional electrocatalysts is paramount for the advancement of rechargeable zinc−air batteries (ZABs). Herein, we report an innovative, low-temperature strategy to construct an interface-coupled Fe SAs (single atoms)/LDH/rGO heterostructure, featuring atomically dispersed Fe−N 4 sites anchored onto CoNi-LDH nanoneedle arrays grown in situ on reduced graphene oxide. Featuring a unique 'nanoneedle-on-sheet' architecture, the catalyst exhibits a high specific surface area (217.388 m 2 g −1 ) and optimized hierarchical porosity, which maximize the exposure of active sites and enhance mass transport. Spectroscopic analyses and density functional theory (DFT) calculations reveal that strong interfacial electronic coupling induces charge redistribution, effectively modulating the d -band center and lowering energy barriers for oxygen intermediates. Consequently, the Fe SAs/LDH/rGO-3 catalyst exhibits exceptional bifunctional activity with a narrow potential gap (Δ E ) of 0.558 V, significantly outperforming commercial Pt/C and RuO 2 . When integrated into ZABs, it delivers a remarkable peak power density of 176.5 mW cm −2 and an unprecedented cycling stability of 1400 h in aqueous systems, alongside superior flexibility and robustness in quasi-solid-state devices. This work offers a sophisticated interfacial engineering pathway for designing high-density single-atom catalysts for next-generation energy conversion.
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
夏天冷发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
田様应助zqt采纳,获得10
3秒前
Letitia发布了新的文献求助10
3秒前
无辜紫蓝完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
mzhmhy完成签到,获得积分10
4秒前
Nole应助兖州牧采纳,获得30
4秒前
古哥完成签到,获得积分10
4秒前
qianlan发布了新的文献求助30
4秒前
着急帅发布了新的文献求助10
4秒前
汉堡包应助小叶子采纳,获得10
4秒前
尧凯应助勤奋新晴采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
tly完成签到,获得积分10
5秒前
虫二发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
tony发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
NexusExplorer应助嘻嘻哈哈采纳,获得10
5秒前
6秒前
wellzhang完成签到,获得积分10
6秒前
田様应助专注一刀采纳,获得10
6秒前
6秒前
呜啦啦完成签到,获得积分10
6秒前
dadsafyf发布了新的文献求助10
8秒前
tly发布了新的文献求助10
8秒前
玉米完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
烟花应助草莓熊采纳,获得10
9秒前
wellzhang发布了新的文献求助10
9秒前
Xio发布了新的文献求助10
10秒前
慈祥的映阳完成签到 ,获得积分10
10秒前
独特诗兰发布了新的文献求助10
10秒前
callmecjh发布了新的文献求助10
11秒前
xiaolizi发布了新的文献求助30
12秒前
yangyanhao发布了新的文献求助10
12秒前
lzy发布了新的文献求助10
13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
The anomeric effect 1314
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 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 7736083
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9286141
关于积分的说明 20175821
捐赠科研通 7314255
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3305231
关于科研通互助平台的介绍 2457612
邀请新用户注册赠送积分活动 2314646