Optimizing Electron Delocalization in Cobalt Clusters via d‐d Orbital Coupling for Efficient Bifunctional Oxygen Electrocatalysis

电催化剂 双功能 材料科学 离域电子 联轴节(管道) 电子 析氧 电子离域 化学物理 电化学 催化作用 物理化学 电极 物理 化学 量子力学 冶金 生物化学
作者
Xin Yu Wang,Sichen Huo,Yanjie Chen,Mingyi Wang,Ying Dai,Jinlong Zou
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202506077
摘要

Abstract Cobalt atom cluster (Co AC )‐based electrocatalysts usually exhibit high activity for oxygen reduction reaction (ORR), but display limited performance in oxygen evolution reaction (OER). To enhance their bifunctional catalytic efficiency, it is crucial to tailor the d ‐orbital electronic structure of Co AC through orbital coupling effect, optimizing the chemisorption of O‐intermediates. Herein, a 3 d ‐4 d orbital coupling strategy is used to construct a Co AC ‐molybdenum carbide/nanocarbon cake (Co AC ‐Mo x C/CC) catalyst with a hollow structure for ORR/OER in zinc‐air batteries (ZABs). Experimental and theoretical results confirm that the 4 d transition metal Mo, with fewer d electrons and more unfilled orbitals, interacts strongly with Co sites through d ‐ d coupling, promoting electron enrichment and triggering 3 d ‐orbital electron delocalization. This process accelerates the rate‐limiting steps of *OH desorption for ORR and *OOH formation for OER, leading to an ultra‐low potential gap of 0.604 V and improved stability. Notably, the Co AC ‐Mo x C/CC‐based liquid and flexible all‐solid‐state ZABs exhibit excellent performance with high open‐circuit voltages of 1.49 and 1.47 V, and power densities of 146.4 and 103.4 mW cm −2 , respectively, highlighting their potential to replace precious metal catalysts. This study may open new avenues for manipulating the electronic properties of Co AC ‐based electrocatalysts and boosting activity through the d ‐ d orbital coupling strategy.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
星河完成签到,获得积分10
1秒前
xxq发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
shiizii应助沉寂的希望采纳,获得10
2秒前
咸鱼完成签到 ,获得积分10
3秒前
xiangpimei完成签到 ,获得积分10
3秒前
039Hc完成签到,获得积分10
3秒前
科目三应助lf-leo采纳,获得10
3秒前
嗯哼发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
丘比特应助欣喜安蕾采纳,获得30
5秒前
6秒前
哈哈哈哈发布了新的文献求助10
6秒前
ncuwzq完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
charih发布了新的文献求助10
13秒前
WN发布了新的文献求助10
13秒前
小吴同学发布了新的文献求助10
14秒前
嗯哼完成签到,获得积分20
14秒前
16秒前
lf-leo发布了新的文献求助10
16秒前
绞股蓝完成签到,获得积分10
17秒前
cyan完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
20秒前
justonce发布了新的文献求助10
20秒前
我是老大应助xxq采纳,获得10
20秒前
22秒前
23秒前
26秒前
hanabi发布了新的文献求助10
26秒前
小吴同学完成签到,获得积分10
26秒前
李66发布了新的文献求助10
26秒前
FU发布了新的文献求助10
27秒前
惊鸿客发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
mumu发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 500
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 400
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4027030
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3566593
关于积分的说明 11352239
捐赠科研通 3297624
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1816071
邀请新用户注册赠送积分活动 890509
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 813672