In-situ construction of C-S-Zn structures on Enteromorpha-based porous carbon for efficient oxygen reduction reaction
In-situ construction of C-S-Zn structures on Enteromorpha-based porous carbon for efficient oxygen reduction reaction
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在浒苔基多孔碳上原位构建C-S-Zn结构以实现高效氧还原反应
DOI：
10.1016/j.electacta.2021.138918
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发表时间：
2021-09
影响因子：
6.6
通讯作者：
Fangna Dai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tianxiang Huang;Wenan Deng;Zhaodi Huang;Lifu Zhang;Chuan Li;Zhenpeng Hu;Jianpeng Sun;Fangna Dai
开发具有高效催化中心的非贵金属电催化剂来取代pt基电催化剂在碱性和酸性条件下进行氧还原反应（ORR）是一个有趣但仍具有挑战性的课题。本文通过简单热解和原位结合的方法，在enteromorphah基多孔碳上构建了新的C-S-Zn配位结构的催化中心，该催化中心源于自生ZnS与S-C缺陷之间的强相互作用。实验和计算结果表明，C-S-Zn结构产生了丰富的缺陷位点，并将更多的活性电子从Zn原子转移到石墨层以捕获和还原O2，从而增强了碱性和酸性条件下的ORR活性。C-S-Zn结构、微/介孔结构和N/ s自掺杂生物碳的原位组装代表了一种从天然生物质中轻松制备高活性ORR电催化剂的升级方法。
It is intriguing but still challenging to develop non-noble electrocatalysts with efficient catalytic centers to replace Pt-based ones for oxygen reduction reaction (ORR) in both alkaline and acidic conditions. Herein, newly C-S-Zn coordination-structured catalytic centers, originating from the strong interactions between autogenous ZnS and S-C defects, are constructed onEnteromorpha-based porous carbon by a simple pyrolysis andin-situbinding method. The experimental and computational results demonstrate that the C-S-Zn structures produce affluent defect sites and transfer more active electrons from Zn atom to graphite layer to capture and reduce O2, thus enhancing the ORR activities in both alkaline and acidic conditions. Thein-situassembly of C-S-Zn structures, micro/mesoporous architecture, and N/S-self-doped biocarbon represents an upgrading approach for the facile preparation of highly active ORR electrocatalysts from natural biomass.
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