Heterostructure catalyst coupled wood-derived carbon and cobalt-iron alloy/oxide for reversible oxygen conversion

催化作用 氧化钴 合金 材料科学 异质结 氧气 氧化物 碳纤维 化学工程 氧化铁 无机化学 冶金 化学 复合材料 光电子学 复合数 有机化学 工程类
作者
Limin Zhou,Junxiao Li,Jiao Yin,Gaoyue Zhang,Pengxiang Zhang,Jingjing Zhou,Anqi Zhang,Ao Wang,Baojun Li,Yanyan Liu,Kang Sun
出处
期刊:Biochar [Springer Nature]
卷期号:6 (1) 被引量:19
标识
DOI:10.1007/s42773-024-00348-9
摘要

Abstract As promising energy-storage devices, zinc–air batteries (ZABs) exhibit slow reaction kinetics for oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) occurring at their electrodes. High-performance bifunctional catalysts must thus be synthesized to accelerate the reversible conversion of oxygen and improve the rate and overall performance of ZABs. Herein, we reported the promising prospects of self-supported composite electrodes composed of wood-derived carbon (WDC) and bimetallic cobalt-iron alloys/oxides (CoFe-CoFe 2 O 4 @WDC) as efficient electrocatalysts for alkaline ORR/OER. WDC provided a favorable three-phase interface for heterogeneous reactions owing to its layered porous structure and genetic stability, thereby enabling mass diffusion and improving reaction kinetics. The CoFe 2 O 4 spinel surface was reduced to bimetallic CoFe alloy to form abundant heterostructure interfaces that promote electron transfer. Under alkaline conditions, the optimized composite electrode exhibited a remarkable high half-wave potential of 0.85 V and an exceptionally low overpotential of 1.49 V. It also exhibited stable performance over an impressive 2340 cycles in a ZAB. Theoretical calculations also confirmed that the heterointerface addresses the issue of proton scarcity throughout the reaction and actively facilitates the creation of O–O bonds during the reversible transformation of oxygen. This study introduces a new concept for developing bifunctional and efficient electrocatalysts based on charcoal and encourages the sustainable and high-value use of forest biomass resources. Graphical Abstract
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
幸运发布了新的文献求助10
刚刚
打打应助爱科研的小导航采纳,获得10
1秒前
毕长富完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
concise发布了新的文献求助10
2秒前
sinon完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
广阔天地完成签到 ,获得积分10
4秒前
无情的聪健应助Jessy畅畅采纳,获得20
4秒前
6秒前
DDDD发布了新的文献求助10
7秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
花海完成签到 ,获得积分10
8秒前
Ava应助自由微笑采纳,获得10
9秒前
小狗说好运来完成签到 ,获得积分10
9秒前
Ann完成签到,获得积分10
9秒前
且陶陶发布了新的文献求助10
9秒前
Destiny完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.4应助gjww采纳,获得10
11秒前
orixero应助luckybei采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
lyy66964193完成签到,获得积分10
15秒前
ZH完成签到 ,获得积分10
15秒前
Loeop发布了新的文献求助10
16秒前
Orange应助fengyun1990采纳,获得10
17秒前
小锤完成签到,获得积分10
17秒前
123发布了新的文献求助10
17秒前
爱听歌的夏烟完成签到,获得积分10
18秒前
zsp完成签到 ,获得积分10
18秒前
斯文败类应助zz采纳,获得10
19秒前
19秒前
希望天下0贩的0应助zz采纳,获得10
19秒前
Haibara应助yx采纳,获得10
20秒前
Alaia应助yx采纳,获得20
20秒前
Alaia应助yx采纳,获得20
20秒前
Alaia应助yx采纳,获得20
20秒前
Alaia应助yx采纳,获得20
20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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Periodic Report Summary 2 - AFTER (A Framework for electrical power sysTems vulnerability identification, dEfense and Restoration) 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 7319177
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8934786
关于积分的说明 18940234
捐赠科研通 6977836
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214360
关于科研通互助平台的介绍 2382246
邀请新用户注册赠送积分活动 2193323