Phosphorus-doped iron-nitrogen-carbon catalyst with penta-coordinated single atom sites for efficient oxygen reduction

催化作用 X射线吸收光谱法 化学 无机化学 电化学 密度泛函理论 可逆氢电极 氮气 碳纤维 氧气 吸附 吸收光谱法 物理化学 材料科学 电极 计算化学 工作电极 物理 复合材料 复合数 有机化学 量子力学 生物化学
作者
Lili Fan,Xiaofei Wei,Xuting Li,Zhanning Liu,Mengfei Li,Shuo Liu,Zixi Kang,Fangna Dai,Xiaoqing Lü,Daofeng Sun
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:16 (2): 1810-1819 被引量:62
标识
DOI:10.1007/s12274-022-4939-5
摘要

Single-atomic Fe-N 4 is the well-acknowledged active site in iron-nitrogen-carbon (Fe-N-C) material for oxygen reduction reaction (ORR). The adjusting of the electronic distribution of Fe-N 4 is promising for further enhancing the performance of the Fe-N-C catalyst. Herein, a phosphorus (P)-doped Fe-N-C catalyst with penta-coordinated single atom sites (FeNPC) is reported for efficient oxygen reduction. Fe K-edge X-ray absorption spectroscopy (XAS) verifies the coordination environment of single Fe atom, while density functional theory (DFT) calculations reveal that the penta-coordination and neighboring doped P atoms can simultaneously change the electronic distribution of Fe-N 4 and its adsorption strength of key intermediates, reducing the reaction-free energy of the potential-limiting step. Electrochemical tests validate the remarkable intrinsic ORR activity of FeNPC in alkaline media (a half-wave potential ( E 1/2 ) of 0.904 V vs. reversible hydrogen electrode (RHE) and limited current density ( J L ) of 6.23 mA·cm −2 ) and an enhanced ORR performance in neutral ( E 1/2 = 0.751 V, J L = 5.27 mA·cm −2 ) and acidic media ( E 1/2 = 0.735 V, J L = 5.82 mA·cm −2 ) with excellent stability, highlighting the benefits of optimizing the local environment of single-atomic Fe-N 4 .
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
Angela完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
Ttanz完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
汝桢完成签到 ,获得积分10
4秒前
踏实之柔完成签到,获得积分10
4秒前
caocao发布了新的文献求助10
5秒前
weigaozhao完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
赘婿的应助被科研通管家采纳,获得10
7秒前
阿申爱乐的应助被科研通管家采纳,获得50
7秒前
wanci的应助被幽默的冰之采纳,获得10
8秒前
深情安青的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
华仔的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
烟花的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
北极光的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
香蕉觅云的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
zhl完成签到,获得积分10
8秒前
爆米花的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
充电宝的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
乐乐的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
上官若男的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
隐形曼青的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
共享精神的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
姜姜完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
衡阳完成签到 ,获得积分10
11秒前
caocao完成签到,获得积分10
13秒前
南京喵科大学完成签到 ,获得积分10
13秒前
北落完成签到 ,获得积分10
14秒前
青年才俊发布了新的文献求助50
14秒前
合适的尔冬完成签到 ,获得积分10
15秒前
wheat给焱垚的求助进行了留言
17秒前
洛必达完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
18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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8143508
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542931
关于积分的说明 21654782
捐赠科研通 7728876
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422053
关于科研通互助平台的介绍 2547404
邀请新用户注册赠送积分活动 2464899