Abstrak
Elektrokatalis oksida logam transisi merupakan alternatif yang menjanjikan untuk logam mulia yang mahal untuk reaksi reduksi oksigen (ORR). Di sini, kami menyajikan strategi pelokalan logam-atom sederhana untuk membatasi Fe yang terdispersi secara atomik ke dalam nanokluster MnO, yang terdispersi dan diimobilisasi pada penyangga karbon konduktivitas tinggi (MF/CN). Hasil perhitungan eksperimental dan teoritis mengungkapkan bahwa ion Fe(III) jejak yang didoping ke dalam nanokluster MnO dapat menginduksi transfer muatan dan transisi keadaan spin untuk memicu efek kupu-kupu, memperoleh Mn(III) aktif yang melimpah dengan konfigurasi eg elektron tunggal dan medan listrik internal yang diperkuat (BIEF), yang sangat membantu untuk menyeimbangkan adsorpsi dan desorpsi zat antara yang mengandung ORR O, memfasilitasi transfer elektron antarmuka, dan meningkatkan konduktivitas listrik. Hasilnya, MF0.04/CN yang dioptimalkan menunjukkan aktivitas ORR alkali yang menarik (potensial setengah gelombang 0,79 V vs RHE) dan stabilitas (hampir 100% tingkat retensi arus selama 30 jam). Terakhir, MF0.04/CN menghasilkan kerapatan daya yang luar biasa (138 mW cm-2) dan daya tahan (> 666 jam pada 10 mA cm-2) dalam baterai Zn-air. Temuan ini tidak hanya membantu merancang heterointerface oksida logam berkinerja tinggi dengan menyetel misalnya okupansi orbital dan kekuatan BIEF, tetapi juga memperdalam pemahaman tentang mekanisme reaksi.
Fe Terdispersi Secara Atom yang Dikurung dalam Nanocluster MnO Meningkatkan Aktivitas dan Stabilitas Reduksi Oksigen Alkali
