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Enregistrement W4285399754 · doi:10.1149/ma2022-01351536mtgabs

Square-Pyramidal Fe-N4 with Defect-Modulated O-Coordination: Two-Tier Electronic Structure Fine-Tuning for Enhanced Oxygen Reduction

2022· article· en· W4285399754 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineEnergy
ThématiqueElectrocatalysts for Energy Conversion
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMaterials scienceElectronic structureCatalysisTransition metalCoordination numberCoordination complexMetal-organic frameworkSquare pyramidal molecular geometryVacancy defectCoordination sphereNanotechnologyMetalCrystallographyChemistryPhysical chemistryComputational chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Engineering the structure of molecularly dispersed 3d-transition metal phthalocyanines is emerging as an effective avenue for developing low-cost and efficient atomically dispersed catalysts (ADC). The strategy of using axial coordination to adjust the electronic structure of the M-N4 active site is effective for improving the performance of the catalysts, but the question to be asked is how to go beyond that. In this study, we propose and demonstrate a two-tier electronic modulation strategy, for the first time using carbon defects to regulate the tuning power of O-coordination, which in turn provides a more desirable electronic modulation on the Fe center of FePc, as compared to that of bare O-coordination. Such FePc-O-defect ADC was achieved using a one-step wet-ball-milling process with ethylene glycol as liquid media. The mechanochemically constructed active site is a square-pyramidal Fe-N4, with the Fe atom located out of the N4-plane towards an axially coordinated O that is singly bonded to graphene at vacancy defects. The resulting FePc-O-defect ADC with defect-modulated O-coordination exhibits excellent ORR activity in alkaline media, in terms of E1/2 and mass-specific activity. Compared to the baseline with bare O-coordination whose performance is already among the best reported nonprecious metal electrocatalysts, the defect-modulated O-coordination further enhanced the halfwave potential and doubled the kinetic current density. Combining with theoretical investigations, we elucidate how defect-modulated O-coordination would adjust the electronic and geometric structures of the Fe center and thus affect the electrocatalytic ORR. Also, resolving the structural configuration of bilayer catalysts with axial coordination is very challenging. The existed literature on bilayer catalyst, which either relies on 2D FT-EXAFS fitting analysis or simply assumes a bilayer configuration to work on, is in our opinion far from unambiguous structural determination. In this study, we differentiate our work from the existed literature, through a systematic structural determination process by comparing the experimental XANES with the simulated ones, based on various structural models predicted by DFT calculations. Such analysis is especially necessary for catalysts with a 3D atomistic arrangement, but only a handful of studies have used this step of analysis (e.g., Nature Catalysis 1, 63-72 (2018)). We believe that our study presents significant advances regarding the atomistic structure of bilayer catalysts with complex axial coordination. Overall, this work demonstrates a conceptually advanced two-tier electronic modulation strategy, through defect-modulated O-coordination, to further optimize the electronic structure of the Fe center in FePc toward ORR. The concept can be extended to modulate the electrocatalytic properties of molecular catalysts toward other electrochemical processes. Moreover, our catalysts were prepared at room temperature using an industrially available ball milling process. Such a facile pyrolysis-free synthetic approach is ready for scaleup with potentially 100 % usage of the FePc and graphene precursors.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,469
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,006
Tête enseignante GPT0,218
Écart entre enseignants0,212 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle