Electronic Structure Modulation Induced by the Synergy of Cobalt Low-Nuclearity Clusters and Mononuclear Sites for Efficient Oxygen Electrocatalysis
Notice bibliographique
Résumé
The development of high-performance bifunctional single-atom catalysts for use in applications, such as zinc–air batteries, is greatly impeded by mild oxygen reduction and evolution reactions (ORR and OER). Herein, we report a bifunctional oxygen electrocatalyst designed to overcome these limitations. The catalyst consists of well-dispersed low-nuclearity Co clusters and adjacent Co single atoms over a nitrogen-doped carbon matrix (Co SA+C /NC). The precisely tailored asymmetric electronic structures are achieved with strong electronic interactions between these Co species. The Co clusters optimize the adsorption/desorption strength of oxygenated intermediates on single-atomic Co sites to endow exceptional activity under alkaline conditions with a half-wave potential ( E 1/2 ) of 0.91 V and an overpotential (η) of 340 mV at 10 mA cm –2 . In addition, a zinc–air battery assembled with Co SA+C /NC achieves a high power density of 284.1 mW cm –2 and a long operational lifespan of 400 h, superior to those of the benchmark Pt/C + RuO 2 . Experimental findings and theoretical analysis reveal that the enhanced bifunctional activity stems from the synergistic interactions between Co clusters and single-atomic Co sites. Consequently, the overbinding of *OH is suppressed with accelerated *OH removal. This work establishes the design principle of advanced electrocatalysts with multiphase metal species bearing strong electronic interactions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 |
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».