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2025 article

Defect‐Mediated In Situ CNT Growth in Hollow Porous Carbon From ZIF‐8/ZIF‐67 Bilayers for Efficient and Stable ORR Catalysis

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Rattachement africain : kr, ch. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract The rational design of carbon‐based electrocatalysts with hierarchical porosity, graphitic domains, and optimized active sites is crucial for advancing the oxygen reduction reaction (ORR). Herein, a bilayer core‐shell ZIF (PS@BCZ)‐derived strategy is presented that enables the in situ growth of carbon nanotubes (CNTs) and uniform embedding of cobalt nanoparticles (Co NPs) within an N‐doped hollow porous carbon matrix (CNT‐Co/N‐HPC). Sequential ZIF‐8/ZIF‐67 growth on polystyrene spheres, followed by pyrolysis, induces Zn sublimation from the ZIF‐8 layer, generating structural defects that promote CNT formation and facilitate the uniform dispersion of Co catalytic sites. Molecular dynamics simulations reveal that Zn‐induced defect environments are critical for triggering CNT growth in the presence of Co catalysts. The optimized CNT‐Co/N‐HPC(1/20) exhibited excellent ORR performance, achieving a half‐wave potential of 0.864 V (vs RHE) and a diffusion‐limited current density of 5.35 mA cm −2 in alkaline media, comparable to commercial Pt/C. The catalyst demonstrated outstanding long‐term durability (98.9% retention after 10 h, and only a slight 8 mV negative shift in half‐wave potential after 5000 potential cycles) and strong tolerance to methanol. This study elucidates the role of Zn‐induced defects in directing CNT growth and highlights a tunable ZIF‐derived strategy for engineering efficient carbon‐based ORR catalysts.

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
Defect‐Mediated In Situ CNT Growth in Hollow Porous Carbon From ZIF‐8/ZIF‐67 Bilayers for Efficient and Stable ORR Catalysis
Date Crossref
27/11/2025
Éditeur
Wiley
Type
journal-article

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Les institutions déclarées

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