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Regulating single-atom Mn sites by precisely axial pyridinic-nitrogen coordination to stabilize the oxygen reduction

引用

Journal of Energy Chemistry 2023年第5期80卷 542-552,I0012页

作者： Yuan Qin Chaozhong Guo Zihao Ou Chuanlan Xu Qi Lan Rong Jin Yao Liu Yingchun Niu Quan Xu Yujun Si Honglin Li Chongqing Key Laboratory of Materials Surface&Interface Science Chongqing University of Arts and SciencesChongqing 402160China School of Chemistry and Chemical Engineering Chongqing University of TechnologyChongqing 400054China College of Chemistry and Chemical Engineering Chongqing UniversityChongqing 401331China State Key Laboratory of Heavy Oil Processing Beijing Key Laboratory of Biogas Upgrading UtilizationChina University of Petroleum-BeijingBeijing 102249China College of Chemistry and Environmental Engineering Sichuan University of Science and EngineeringZigong 643000SichuanChina School of Physics and Electronic Engineering Chongqing Normal UniversityChongqing 401331China

Designing single-atom catalysts for oxygen reduction reaction(ORR)are fashionable but challenging to boost the zinc-air battery *** enhanced ORR activity by manganese(Mn)singleatom catalysts can be achieved by accurately regulating the coordination number of isolated Mn *** calculations indicate that the single Mn-N5sites possess lower free energy barrier and higher oxygen adsorption performance than single Mn-N4sites to accelerate the ORR *** to it,here we synthesize an atomically dispersed Mn-N5catalyst by precisely axial coordination of pyridinic-N doped into two-dimensional(2D)porous nanocarbon sheets(~3.56 nm thickness),which reveals outstanding catalytic activity and ultrahigh stability for the ORR in zinc-air battery owing to the inhomogeneous charge distribution of Mn-N5sites compared to the conventional single-site Mn-N4catalyst and Pt/*** work gives a new strategy for in situ regulating the electronic structure of metal single-atoms and further promoting the overall ORR performance in energy systems.

关键词： Single-atom manganese catalyst Mn-N5 active moiety oxygen reduction reaction,coordination number Axial pyridinic-nitrogen coordination

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