Cu/Fe embedded N-doped carbon as a highly durable oxygen reduction electrocatalyst

文献情報

出版日 2023-10-03
DOI 10.1039/D3MA00540B
インパクトファクター 0
著者

Shaowei Chen, Forrest Nichols, Shamraiz Hussain Talib, Nasima Arshad, Anham Zafar, Arshad Mahmood, Shahid Zaman, Naveed Kausar Janjua


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要旨

Dual metal atoms embedded into carbon are emerging electrocatalysts due to synergistic interaction. Herein, copper and iron dual-atoms embedded in a nitrogen-doped carbon support with abundant metal–nitrogen moieties are fabricated via zinc imidazole framework pyrolysis. Hollow nitrogen-doped carbon (HNC) containing Cu/Fe–Nx moieties (Cu : Fe/HNC) shows excellent oxygen reduction activity with a half-wave potential of 0.84 V in alkaline media. Furthermore, the Cu : Fe/HNC exhibits remarkable stability and strong anti-poisoning ability due to the synergistic interaction of the Cu/Fe–Nx moieties in the HNC architecture. Density functional theory calculations revealed the optimum adsorption and desorption of oxygen intermediates due to the synergistic interaction of Cu–Nx and Fe–Nx sites, resulting in improved oxygen reduction performance. This work provides a facile synthesis of dual metal atom catalysts for developing low-cost, nonprecious metal-based ORR electrocatalysts.

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