Tailoring the high-density active sites via metal-coordinated ionic liquid encapsulated trimetallic core-shell MOF-derived catalysts for superior ORR in flexible Al-air batteries

材料科学 离子液体 催化作用 塔菲尔方程 阴极 碳纳米管 化学工程 密度泛函理论 功率密度 纳米技术 离子键合 离子 电极 物理化学 有机化学 电化学 功率(物理) 计算化学 热力学 化学 吸附 工程类 物理
作者
Muthukumar Perumalsamy,Arunprasath Sathyaseelan,Shanmugasundaram Kamalakannan,Vijayakumar Elumalai,Hyung Chul Ham,Sang-Jae Kim
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:70: 103447-103447 被引量:32
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2024.103447
摘要

The attainment of practicality in flexible solid-state Al-air batteries is impeded by the need for efficient air cathodes. To address this challenge, we systematically engineered the trimetallic (ZnCoFe)NC catalyst with a unique morphology of nitrogen-doped carbon nanotubes (NCNTs) on the 3D polyhedral structure (IL-ZnCoFe@CNT/NC) as an effective cathode. The augmented growth of NCNT facilitated by the metal-coordinated ionic liquid enhances both the specific surface area and the electrochemically active surface area (ECSA). As a result, IL-ZnCoFe@CNT/NC material exhibits a higher onset (1.0 V vs RHE) and half-wave potential (E1/2 = 0.89 V) vs. RHE as well as low Tafel slope (61 mV/dec) and surpassed the bare MOF-derived catalysts and Pt/C. E1/2 decreased by only 7 mV vs RHE after the stability test describes the durability and fast reaction kinetics in the ORR. Upon testing on flexible solid-state Al-air with IL-ZnCoFe@CNT/NC cathode catalysts, it exhibited an OCV of 1.49 V and a peak power density of 34.7 mW cm−2 with 1.3 times higher power performance than the commercial Pt/C along with 3 times longevity than bare catalyst. Additionally, the Density-functional theory (DFT) calculations provide rational evidence that the IL-ZnCoFe@CNT/NC catalyst has an upshifted d-band center, which, in turn, enhances the adsorption of reaction intermediates, making the catalyst highly promising towards ORR.
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
刚刚
1秒前
1秒前
打打应助明理的茹妖采纳,获得10
1秒前
2秒前
九星完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
02nk完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
zzx完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
你说呢发布了新的文献求助10
4秒前
笑嘻嘻完成签到,获得积分20
4秒前
hys发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
上官若男应助MuMu采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.2应助wsf2023采纳,获得10
5秒前
雨晴发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
安静翎完成签到,获得积分10
6秒前
Naive发布了新的文献求助10
6秒前
sdfwsdfsd发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
111发布了新的文献求助10
6秒前
小二郎应助haha采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
ccz完成签到,获得积分10
7秒前
露露完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
Hello应助ASUNA采纳,获得10
9秒前
9秒前
namoboremi发布了新的文献求助10
10秒前
迷路蘑菇发布了新的文献求助10
10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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 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 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7763335
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9307868
关于积分的说明 20302760
捐赠科研通 7348209
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3313962
关于科研通互助平台的介绍 2463728
邀请新用户注册赠送积分活动 2328148