Understanding the Activity Trade-Off between Tetrapyrrolic Fe-NCs and Co-NCs in the Alkaline Oxygen Reduction Reaction
Notice bibliographique
Résumé
A water-free ionothermal synthesis of porous magnesium-imprinted nitrogen-doped carbon (Mg–NC) materials is introduced to prepare a platform material to investigate electrocatalytic structure-performance relations. Atomically dispersed Co- and Fe-NCs isomorphic to the pristine Mg-NCs are prepared by ion-exchange reactions. The current Mg-templating strategy enables relatively high pyrolysis product yields of up to 50 wt% and resultant Fe-NC and Co-NC catalysts contain high and comparable active metal loading of up to 2.52 wt% Fe and 2.29 wt% Co, respectively. A combination of X-ray spectroscopies with DFT studies reveals a tetrapyrrolic structure of the coordination sites, originating from a pyrolytic magnesium template ion reaction within the ionothermal synthesis. Two sets of highly active isomorphic tetrapyrrolic Fe-NCs and Co-NCs are utilized to understand the differences in intrinsic electrocatalytic performance of Co-NCs and Fe-NCs towards the alkaline oxygen reduction reaction (ORR). Despite their superior valence electronic properties to facilitate the initial outer-sphere electron transfer to O2, Co-NCs show significantly lower performance than Fe-NC with comparable loading. Although the generally discussed weaker binding of peroxide intermediates to CoN4 sites compared to FeN4 sites is evident, experimental and theoretical investigation reveal that it is the underlying peroxide oxidation activity that suppresses the oxygen reduction activity of M-NCs. The high peroxide oxidation activity of Co-NCs explains their reduced alkaline ORR relative to Fe-NCs, shedding light on the understated significance of controlling peroxide chemistry for the optimizing cathodic performance.
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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 ».