Surface-optimized carbon nanocages with tailorable atomic Fe-N4 sites to boost oxygen reduction in long stable zinc-air battery

纳米笼 材料科学 催化作用 化学工程 阴极 热解 表面工程 电池(电) 碳纤维 电化学 氧气 纳米技术 无机化学 电极 物理化学 化学 有机化学 复合材料 功率(物理) 复合数 量子力学 工程类 物理
作者
Lifen Yang,Youqi Zhu,Xiuyun Yao,Changliang Du,Zhanli Han,Jiachen Tian,Xin Liu,Xilan Ma,Chuanbao Cao
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:63: 102972-102972 被引量:48
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.102972
摘要

High-efficiency and durable precious-metals-free electrocatalysts for oxygen reduction (ORR) are crucial to Zn-air battery (ZAB). Herein, a molten salt-assisted pyrolysis is reported to construct fully open carbon nanocages with highly atomically dispersed Fe-N4 sites (Fe-SA/NC) as air cathode. The chemical etching in pyrolysis can induce such highly active surface structure with abundant surface Fe anchoring sites and regulate the uncoordinated pyridinic nitrogen. The theoretical investigations reveal that engineering the adjacent uncoordinated pyridinic nitrogen can efficiently modulate the charge distribution and lower d-band center position of FeN4, thus reducing the dissociation energy of intermediate OH*. The Fe-SA/NC exhibit outstanding catalytic activity with 0.905 V (vs. RHE) half-wave potential and excellent cycling stability, surpassing commercial Pt/C and most reported M-N-C catalysts. The ZAB with the Fe-SA/NC as air cathode delivers a high power density of 240 mW cm−2, large specific capacity (815 mAh g−1) and long-term durability over 1050 h. This work highlights the rational design and fabrication of efficient M-N-C single-atom catalysts from the point of view of both morphological engineering and local coordination chemistry.
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
刚刚
herpes完成签到 ,获得积分10
1秒前
VVTTWW完成签到 ,获得积分10
4秒前
7秒前
hsrlbc完成签到,获得积分10
8秒前
梦过无痕完成签到,获得积分10
13秒前
醉清风完成签到 ,获得积分10
13秒前
CY完成签到,获得积分10
14秒前
zgdzhj完成签到,获得积分10
17秒前
研友_8WMgOn完成签到 ,获得积分10
25秒前
旺旺完成签到,获得积分10
29秒前
俊秀的问旋完成签到 ,获得积分10
35秒前
HarryYang完成签到 ,获得积分10
36秒前
大气月饼完成签到,获得积分10
39秒前
JY完成签到,获得积分10
45秒前
优秀的流沙完成签到,获得积分10
48秒前
49秒前
水water完成签到 ,获得积分10
52秒前
shxxxin完成签到 ,获得积分10
53秒前
JY发布了新的文献求助10
56秒前
杨啸林完成签到 ,获得积分10
58秒前
快乐的鱼完成签到,获得积分10
1分钟前
花卷完成签到,获得积分10
1分钟前
十一苗完成签到 ,获得积分10
1分钟前
回穆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
isedu完成签到,获得积分0
1分钟前
跳跃的鹏飞完成签到 ,获得积分0
1分钟前
Jobs完成签到,获得积分10
1分钟前
Admiral完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小巧的怜晴完成签到 ,获得积分10
1分钟前
会飞的小猪完成签到,获得积分10
1分钟前
陌桑子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
等待念之完成签到,获得积分10
1分钟前
明亮的电源完成签到 ,获得积分10
1分钟前
magiczhu完成签到,获得积分10
1分钟前
凡华完成签到 ,获得积分10
1分钟前
打打应助magiczhu采纳,获得10
1分钟前
prl666完成签到,获得积分10
1分钟前
Christina完成签到 ,获得积分10
1分钟前
果果完成签到,获得积分10
1分钟前
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
Art Therapy and Career Counseling 600
The Oxford Handbook of Digital Classical Studies 550
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 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 7619804
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9195244
关于积分的说明 19706713
捐赠科研通 7191387
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3272433
关于科研通互助平台的介绍 2435079
邀请新用户注册赠送积分活动 2267654