构建S/N轨道杂交的包容性战略-受监管sp3/sp2 碳向提升电催化剂
Defeng Qi1, Hao Zhang2,3, Ke Su3
1Key Laboratory of Organic Integrated Circuit, Ministry of Education & Tianjin Key Laboratory of Molecular Optoelectronic Sciences, Department of Chemistry, School of Science, Tianjin University, Tianjin, 300072, China.
本研究介绍了一种用于空气电池 (ZAB) 的新型无金属碳电催化剂. 修改S的催化剂增强了氧降解反应 (ORR),提高了ZAB的性能和功率密度.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 无金属碳电催化剂由于成本和稳定性,对空气电池 (ZAB) 是有前景的.
- 没有修改的碳与基质吸附和激活氧降解反应 (ORR) 进行斗争.
研究的目的:
- 为ZABs开发一种无金属碳电催化剂,增强ORR活性.
- 调查硫修饰在提高催化性能方面的作用.
主要方法:
- 制备一种用硫修饰的添加碳电催化剂 (C/NS),使用环氧.
- 在ZAB中对催化剂进行电化学测试,包括ORR活动测量.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以了解该机制.
主要成果:
- 该C/NS催化剂表现出高的ORR活性 (E1/2 = 0.885V与RHE).
- 证明了强大的ZAB性能,功率密度为171.3 mW cm-2和特定容量为781.2 mAh g-1.1.
- DFT揭示了硫原子优化电荷分布和p频段中心,以增强O2吸附和解离.
结论:
- 化碳电催化剂的硫修饰是高性能ZAB的有效策略.
- C/NS催化剂为ORR催化提供了一种具有成本效益的,无金属的替代方案.
- 这项工作为设计用于清洁能源应用的先进电催化剂提供了一种实际方法.
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