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2024 article

Tailoring Single‐Atom Coordination Environments in Carbon Nanofibers via Flash Heating for Highly Efficient Bifunctional Oxygen Electrocatalysis

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract The rational design of carbon‐supported transition metal single‐atom catalysts necessitates precise atomic positioning within the precursor. However, structural collapse during pyrolysis can occlude single atoms, posing significant challenges in controlling both their utilization and coordination environment. Herein, we present a surface atom adsorption‐flash heating (FH) strategy, which ensures that the pre‐designed carbon nanofiber structure remains intact during heating, preventing unforeseen collapse effects and enabling the formation of metal atoms in nano‐environments with either tetra‐nitrogen or penta‐nitrogen coordination at different flash heating temperatures. Theoretical calculations and in situ Raman spectroscopy reveal that penta‐nitrogen coordinated cobalt atoms (Co‐N 5 ) promote a lower energy pathway for oxygen reduction and oxygen evolution reactions compared to the commonly formed Co‐N 4 sites. This strategy ensures that Co‐N 5 sites are fully exposed on the surface, achieving exceptionally high atomic utilization. The turnover frequency (65.33 s −1 ) is 47.4 times higher than that of 20 % Pt/C under alkaline conditions. The porous, flexible carbon nanofibers significantly enhance zinc‐air battery performance, with a high peak power density (273.8 mW cm −2 ), large specific capacity (784.2 mAh g −1 ), and long‐term cycling stability over 600 h. Additionally, the flexible fiber‐shaped zinc‐air battery can power wearable devices, demonstrating significant potential in flexible electronics applications.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Tailoring Single‐Atom Coordination Environments in Carbon Nanofibers via Flash Heating for Highly Efficient Bifunctional Oxygen Electrocatalysis
Date Crossref
17/10/2024
Éditeur
Wiley
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Donghua University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Nanjing University of Aeronautics and Astronautics pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Donghua University et Nanjing University of Aeronautics and Astronautics.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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