Facile synthesis of Fe3C-dominated Fe/Fe3C/FeN0.0324 multiphase nanocrystals embedded in nitrogen-modified graphitized carbon as efficient pH-universal catalyst for oxygen reduction reaction and zinc-air battery

过电位 催化作用 化学 电池(电) 碳纤维 纳米晶 密度泛函理论 化学工程 材料科学 纳米技术 电极 物理化学 有机化学 电化学 计算化学 复合数 复合材料 工程类 物理 功率(物理) 量子力学
作者
Guang Li,Kuang Sheng,Lei Yu,Juan Yang,Yulian Chen,Xiaowei Guo,Gairong Chen,Baobao Chang,Tianjing Wu,Xianyou Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:451: 138823-138823 被引量:42
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.138823
摘要

Iron-based nitrogen-doped carbonaceous materials are currently the most promising alternative towards oxygen reduction reaction (ORR) electrocatalysts due to the highly efficient active sites of single-atom Fe-NX coordination. However, the fact that iron-containing nanocrystals are easier to form during pyrolysis without additional tuning while providing activity comparable to single-atom sites cannot be ignored. Herein, we propose a facile and efficient strategy to synthesize iron nanocrystals sites with multiphase embedded in porous nitrogen-doped graphitized carbon (Fe/Fe3C/FeN0.0324@N-GC-X, X = 700, 850, and 1000). Based on highly active Fe3C@N-GC sites and the synergistic effect of Fe3C-dominated multiple iron-based, Fe/Fe3C/FeN0.0324@N-GC-850 exhibits excellent electrocatalytic activity towards ORR in pH-universal media. Specifically, it exhibits satisfactory onset potential (Eonset), half-wave potential (E1/2) and stability, and thus surpassing the benchmark Pt/C in both alkaline and neutral media as well as approaching Pt/C in acidic media. When employed as an air cathode in zinc-air batteries (ZABs), it also presents higher open-circuit voltage (OCV), discharge voltage plateaus, capacity, and peak power density compared with Pt/C. Density functional theory (DFT) calculations demonstrate that Fe3C (2 2 0)/N-GC has lower activation energy during ORR process and the overpotential generated by Fe3C/N-GC (0.7 V) is obviously less than one of Fe/N-GC (1.37 V) and FeN0.0324/N-GC (1.69 V).
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
华仔应助pan采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
33完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
哇哈哈发布了新的文献求助30
4秒前
长腿的碱基对完成签到,获得积分10
5秒前
不能只会喵喵叫完成签到,获得积分20
5秒前
淇淇发布了新的文献求助10
5秒前
恣意发布了新的文献求助10
5秒前
ffiu发布了新的文献求助30
6秒前
7秒前
YYD123发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
pan完成签到,获得积分10
9秒前
谈吐大方的土豆完成签到 ,获得积分10
9秒前
11秒前
aaaa应助巫马尔槐采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
鲁班大神发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
单纯寄云完成签到,获得积分10
13秒前
家伟发布了新的文献求助10
13秒前
qwp完成签到,获得积分10
14秒前
乐观迎荷发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
auiin发布了新的文献求助10
17秒前
江宜发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI6.2应助恣意采纳,获得10
20秒前
Akim应助谦让的沛蓝采纳,获得10
20秒前
雪地冰心发布了新的文献求助10
20秒前
华仔应助安详清采纳,获得10
24秒前
斯文的初蝶完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
26秒前
一一一完成签到,获得积分10
26秒前
Weeiter发布了新的文献求助10
26秒前
27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
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Mammalian Synthetic Biology 500
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 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 7638558
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9211813
关于积分的说明 19759994
捐赠科研通 7205478
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275880
关于科研通互助平台的介绍 2437447
邀请新用户注册赠送积分活动 2273092