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2025 article

Sulfur‐Mediated Microenvironment Modulation of High‐Density Fe‐N 4 Sites for High‐Efficiency Oxygen Reduction and Cryotolerant Quasi‐Solid‐State Zinc‐Air Batteries

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

Le résumé fourni par la source

Abstract Single‐atom catalysts (SACs) featuring Fe‐N 4 active sites hold significant potential for the oxygen reduction reaction (ORR). However, achieving high‐density Fe‐N 4 active sites while precisely modulating their microenvironment to enhance ORR activity remains a formidable challenge. Here, an S‐mediated strategy is presented for the preparation of Fe single‐atom‐loaded S,N‐doped carbon (FeNSC). This strategy leverages the interactions between S and N during pyrolysis to significantly suppress N loss, thereby achieving a high density of Fe‐N 4 sites. Concurrently, the precise doping of S into the second coordination shell of Fe‐N 4 centers modulates their electronic structure, leading to a significant weakening of * O and * OH intermediates adsorption during the ORR. Consequently, the FeNSC catalyst exhibits excellent pH‐universal ORR performance with half‐wave potentials of 0.928 V (0.1 M KOH), 0.806 V (0.1 M HClO 4 ), and 0.755 V (0.1 M phosphate buffer solution). A FeNSC‐based quasi‐solid‐state zinc‐air battery (QSS‐ZAB) achieves smooth operation over a broad temperature range of −40 to 60 °C. Notably, it sustains continuous operation for over 940 h at −40 °C, showcasing unprecedented cryotolerance. This work provides novel insights into the electronic microenvironment engineering of Fe‐N 4 sites in SACs for high‐efficiency ORR and cryotolerant QSS‐ZABs.

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

Le contrôle bibliographique ouvert

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Titre Crossref
Sulfur‐Mediated Microenvironment Modulation of High‐Density Fe‐N <sub>4</sub> Sites for High‐Efficiency Oxygen Reduction and Cryotolerant Quasi‐Solid‐State Zinc‐Air Batteries
Date Crossref
29/08/2025
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.

Les institutions déclarées

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