Engineering the Electronic Structure of Single‐Atom Iron Sites with Boosted Oxygen Bifunctional Activity for Zinc–Air Batteries
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Rechargeable zinc–air batteries typically require efficient, durable, and inexpensive bifunctional electrocatalysts to support oxygen reduction/evolution reactions (ORR/OER). However, sluggish kinetics and mass transportation challenges must be addressed if the performance of these catalysts is to be enhanced. Herein, a strategy to fabricate a catalyst comprising atomically dispersed iron atoms supported on a mesoporous nitrogen‐doped carbon support (Fe SAs/NC) with accessible metal sites and optimized electronic metal–support interactions is developed. Both the experimental results and theoretical calculations reveal that the engineered electronic structures of the metal active sites can regulate the charge distribution of Fe centers to optimize the adsorption/desorption of oxygenated intermediates. The Fe SAs/NC containing Fe1N4O1 sites achieves remarkable ORR activity over the entire pH range, with half‐wave potentials of 0.93, 0.83, and 0.75 V (vs reversible hydrogen electrode) in alkaline, acidic, and neutral electrolytes, respectively. In addition, it demonstrates a promising low overpotential of 320 mV at 10 mA cm−2 for OER in alkaline conditions. The zinc–air battery assembled with Fe SAs/NC exhibits superior performance than that of Pt/C+RuO2 counterpart in terms of peak power density, specific capacity, and cycling stability. These findings demonstrate the importance of the electronic structure engineering of metal sites in directing catalytic activity.
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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 ».