Facile Microwave Synthesis of Kilogram‐Scale Electrocatalysts with Nanocarbons Bridged Cobalt Active Sites for Enhanced Oxygen Electrocatalysis

电催化剂 材料科学 氧还原反应 氧还原 微波食品加热 燃料电池 纳米技术 化学工程 无机化学 电化学 电极 物理化学 化学 冶金 电信 计算机科学 工程类
作者
Junfeng Huang,Xiaoxue Xu,Yusheng Yan,Yong‐Fei Zheng,Yuechao Yao,Zhangjian Li,Yan Yan,Kwun Nam Hui,Jizhao Zou,Mingkai Liu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (27) 被引量:57
标识
DOI:10.1002/aenm.202500360
摘要

Abstract Oxygen reductions and evolution reactions (ORR/OER) are pivotal electrochemical processes in fuel cells and metal‐air batteries, yet the rapid, large‐scale production of efficient ORR/OER electrocatalysts remains challenging. Herein, a groundbreaking microwave‐synthesis strategy is presented that enables the rapid and facile preparation of kilogram‐scale ORR/OER electrocatalysts. The unique microwave irradiation generates instantaneous thermal energy, facilitating the formation of nano‐carbon bridges that interconnect high‐density active sites comprising cobalt single atoms and nanoparticles. This innovative architectural configuration significantly enhances the kinetics of electron/mass transfer and maximizing the accessibility of active sites. The optimized carbon‐bridged cobalt catalyst (CBCo‐800) demonstrates a commendable half‐wave potential ( E 1/2 ) of 0.86 V versus RHE and a minimal overpotential difference (Δ E ) of 0.696 V. Furthermore, lab‐assembled zinc‐air battery utilizing CBCo‐800 achieved a great specific capacity of 794 mAh g −1 and sustained over 650 h, outperforming commercial Pt/C and RuO 2 catalysts. Density functional theory (DFT) calculations elucidate that the nanocarbon bridge between the dual‐active sites boosts oxygen activation and optimizes the adsorption/desorption dynamics of *OH/*OOH intermediates, thereby lowering the energy barriers for ORR/OER. This study offers a facile solution for producing dual‐active site materials, and also establishes a robust platform for the mass production of high‐performance electrocatalysts.
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
麟语桐完成签到,获得积分10
1秒前
美丽雨文发布了新的文献求助10
1秒前
小张顺利毕业完成签到,获得积分20
3秒前
查资料发布了新的文献求助10
3秒前
TNU发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
科研通AI6.4应助123456qqqq采纳,获得10
4秒前
QingCress77完成签到 ,获得积分10
4秒前
愉快啊啊完成签到,获得积分20
5秒前
所所应助麟语桐采纳,获得10
5秒前
懵懂的飞飞完成签到,获得积分10
6秒前
66完成签到 ,获得积分10
6秒前
Lucas应助Ken921319005采纳,获得10
6秒前
SciGPT应助yue采纳,获得10
8秒前
贤惠的柚子关注了科研通微信公众号
8秒前
幽默的婴发布了新的文献求助10
9秒前
12秒前
走四方发布了新的文献求助10
13秒前
雯yuki完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
111发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
16秒前
12345完成签到,获得积分10
16秒前
NexusExplorer应助陈大宝采纳,获得10
17秒前
18秒前
愉快啊啊发布了新的文献求助10
19秒前
cheer完成签到,获得积分10
20秒前
Criminology34应助duoduo采纳,获得10
21秒前
hulele完成签到,获得积分10
22秒前
April发布了新的文献求助10
22秒前
Sepnine9完成签到,获得积分10
22秒前
友好的道之完成签到 ,获得积分10
24秒前
十一月1112应助隐形的烧鹅采纳,获得10
24秒前
在水一方应助peng采纳,获得10
26秒前
lalala510完成签到 ,获得积分10
28秒前
31秒前
31秒前
一叶扁舟完成签到,获得积分10
33秒前
小蚂蚁完成签到,获得积分10
33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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
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 7669819
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9237741
关于积分的说明 19889563
捐赠科研通 7239128
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3284440
关于科研通互助平台的介绍 2443099
邀请新用户注册赠送积分活动 2286317