电子合效应调节非对称单原子站点的d波段中心,用于电催化氧降低
Qi Li1, Yingjie Chang1, Yutong Liao1
1Department of Materials Science, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nantong University, Nantong, Jiangsu 226019, People's Republic of China.
一种新的方法可以在碳基质上快速合成不对称的--氧单原子位点 (Co-N3O SAs). 这种催化剂显示出氧减少反应 (ORR) 的优越活性和耐久性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 开发高效且耐用的催化剂对于电化学反应至关重要.
- 单原子催化剂 (SAC) 提供高原子利用率和独特的催化性能.
- 精确控制SAC的原子配置仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 在空心碳矩阵 (Co-SAs/NHC) 上开发一种对不对称的Co-N3O单原子位点 (SAs) 的快速合成方法.
- 研究合成的Co-SAs/NHC催化剂的增强催化活性和耐久性,用于氧降解反应 (ORR).
- 通过使用理论计算,阐明提高性能的基本机制.
主要方法:
- 聚合诱导沉积方法用于合成Co-SAs/NHC.
- 电化学表征,包括循环电压测量和旋转盘电极测量.
- 密度函数理论 (DFT) 计算分析电子结构和反应机制.
主要成果:
- 协同SAs/NHC催化剂在半波潜力中表现出51mV的ORR.的正转移.
- 实现了比商业Pt/C.高5倍的质量活动.
- 经过3万次潜在循环后,半波潜力的损失仅为17mV,证明了出色的耐用性.
- DFT计算证实了优化的电子结构和降低的OH*吸附能量.
结论:
- 聚合诱导沉积方法可以快速合成精确配置的不对称Co-N3O SAs.
- 邻近的CoSA之间的电子合效应增强了催化活性和耐久性.
- 这种方法为ORR开发工业级SAC提供了一个可行的途径.
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