Hierarchical Porous Carbon Derived from Coal Tar Pitch Containing Discrete Co–Nx–C Active Sites for Efficient Oxygen Electrocatalysis and Rechargeable Zn–Air Batteries
Notice bibliographique
Résumé
Coal tar pitch (CTP), as a byproduct of the rich, low-cost, high-carbon yield coal industry, is expected to achieve high value-added and comprehensive utilization. The oxygen reduction reaction is the cornerstone of both fuel cells and zinc–air batteries (ZABs). Herein, as a proof-of-concept application, the activated CTP (ACTP) first used as carbon source through cobalt/nitrogen reengineering is demonstrated to be an effective and straightforward strategy for fabrication of high-performing hierarchical porous carbons (Co/N-HPCs). The as-prepared Co/N-HPC 150/800 with a large specific surface area of 2076.58 m 2 g –1 exhibits superior electrocatalytic properties for both oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) in terms of a half-wave potential of 0.85 V (vs RHE) for ORR and an onset potential of 1.42 V (vs RHE) for OER, respectively, in 0.1 M KOH, superior to commercial Pt/C catalyst. Notably, we have experimentally shown that Co/N-HPC 150/800 as the air electrode for zinc–air battery demonstrates a high discharge peak power density achieving 425 mW cm –2, a current density of 291 mA cm –2 at a voltage of 1 V, and a long cycling stability beyond 250 h at 10 mA cm –2 . Moreover, the obtained rechargeable Zn–air battery exhibits a low discharge–charge voltage gap and long cycle life (2100 cycles with 10 min per cycle). The outstanding electrocatalytic properties are attributed to the unique hierarchical pore structures as well as coupling effects originated from cobalt doping and trace nitrogen-containing active sites from aqueous ammonia, which largely facilitates the charge transfer and enhances the stability of rechargeable ZABs. It opens a new and viable way for realizing the high value-added utilization of CTP.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».