Manipulating the Electronic Properties of an Fe Single Atom Catalyst via Secondary Coordination Sphere Engineering to Provide Enhanced Oxygen Electrocatalytic Activity in Zinc‐Air Batteries

双功能 材料科学 催化作用 电化学能量转换 氧还原 电催化剂 纳米技术 电化学储能 析氧 氧还原反应 金属 碳纤维 氧气 化学工程 无机化学 冶金 电化学 电极 物理化学 有机化学 超级电容器 化学 工程类 复合材料 复合数
作者
Siqi Ji,Yimin Mou,Hongxue Liu,Xue Lu,Yuqi Zhang,Chunmin Guo,Kaizhan Sun,Dong Liu,J. Hugh Horton,Chao Wang,Yu Wang,Zhijun Li
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (44) 被引量:5
标识
DOI:10.1002/adma.202410121
摘要

Abstract Oxygen reduction and evolution reactions are two key processes in electrochemical energy conversion technologies. Synthesis of nonprecious metal, carbon‐based electrocatalysts with high oxygen bifunctional activity and stability is a crucial, yet challenging step to achieving electrochemical energy conversion. Here, an approach to address this issue: synthesis of an atomically dispersed Fe electrocatalyst (Fe 1 /NCP) over a porous, defect‐containing nitrogen‐doped carbon support, is described. Through incorporation of a phosphorus atom into the second coordination sphere of iron, the activity and durability boundaries of this catalyst are pushed to an unprecedented level in alkaline environments, such as those found in a zinc‐air battery. The rationale is to delicately incorporate P heteroatoms and defects close to the central metal sites (FeN 4 P 1 ‐OH) in order to break the local symmetry of the electronic distribution. This enables suitable binding strength with oxygenated intermediates. In situ characterizations and theoretical studies demonstrate that these synergetic interactions are responsible for high bifunctional activity and stability. These intrinsic advantages of Fe 1 /NCP enable a potential gap of a mere 0.65 V and a high power density of 263.8 mW cm −2 when incorporated into a zinc‐air battery. These findings underscore the importance of design principles to access high‐performance electrocatalysts for green energy technologies.
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
谦让寻凝完成签到 ,获得积分10
1秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
科研助手6应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
鹊起惊梦完成签到,获得积分10
3秒前
子车茗应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
3秒前
子车茗应助科研通管家采纳,获得30
4秒前
4秒前
4秒前
科研助手6应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
bc夹心发布了新的文献求助10
4秒前
todd完成签到,获得积分10
4秒前
NXK发布了新的文献求助10
6秒前
zero完成签到,获得积分10
7秒前
煜清清完成签到 ,获得积分10
8秒前
wenbin完成签到 ,获得积分10
10秒前
笑的得美完成签到,获得积分10
10秒前
在水一方应助zhangsudi采纳,获得20
12秒前
医路前行完成签到 ,获得积分10
13秒前
copper完成签到,获得积分10
15秒前
小李完成签到,获得积分10
15秒前
隐形曼青应助贪玩岱周采纳,获得10
15秒前
九姑娘完成签到 ,获得积分10
16秒前
小叉叉搞快点完成签到 ,获得积分10
16秒前
NXK完成签到,获得积分10
17秒前
文武兼备完成签到,获得积分10
24秒前
wangwangwang完成签到,获得积分10
25秒前
科研通AI2S应助加到几点呢采纳,获得10
26秒前
大方万仇完成签到 ,获得积分10
28秒前
todd发布了新的文献求助10
28秒前
jkhjkhj完成签到,获得积分10
38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
Mindfulness and Character Strengths: A Practitioner's Guide to MBSP 380
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 3776521
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3322010
关于积分的说明 10208485
捐赠科研通 3037297
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1666647
邀请新用户注册赠送积分活动 797596
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757872