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Regulation of the B Site at La(Ni0.1)MnO3 Perovskite Decorated with N-Doped Carbon for a Bifunctional Electrocatalyst in Zn–Air Batteries
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2023-01-31 , DOI: 10.1021/acs.iecr.2c03984 Weiyi Shi 1 , Xinran Dong 1 , Yan Luo 2 , Ruilin Wang 1 , Gang Wang 1 , Jinwei Chen 1 , Can Liu 1 , Jie Zhang 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2023-01-31 , DOI: 10.1021/acs.iecr.2c03984 Weiyi Shi 1 , Xinran Dong 1 , Yan Luo 2 , Ruilin Wang 1 , Gang Wang 1 , Jinwei Chen 1 , Can Liu 1 , Jie Zhang 1
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The development of nanocomposites with unique structures by combining perovskites (ABO3) is of significant importance for improving oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER). The introduction of transition metals in active B sites is considered a useful pathway to regulate the chemical and electronic properties of perovskites. In this study, a bifunctional activity-enhanced La(Ni0.1)MnO3 perovskite decorated with N-doped carbon (NC) is developed by a B-site doping strategy. The resulting La(Ni0.1)MnO3@NC catalyst possesses numerous benefits including unique morphology, controllable synthesis, high conductivity, bifunctional activity, and durability. The enhancement was attributed to the synergistic effect of N-doped porous carbon and [MnO6] with the incorporation of [NiO6], resulting in the regulated charge redistribution and disorder degree. Remarkably, the rechargeable Zn–air battery assembled with La(Ni0.1)MnO3@NC in the air cathode also displays satisfactory performance due to the regulation of coordination units when compared with a commercial catalyst. This study shows that the catalytic performance of perovskite oxide-based electrocatalysts can be significantly improved by B-site regulation and allows for the construction of effective cathode catalysts for metal–air batteries.
中文翻译：
用于锌空气电池中双功能电催化剂的 N 掺杂碳装饰的 La(Ni0.1)MnO3 钙钛矿 B 位的调节
通过结合钙钛矿 (ABO 3 )开发具有独特结构的纳米复合材料对于改善氧还原反应 (ORR) 和析氧反应 (OER) 具有重要意义。在活性 B 位点引入过渡金属被认为是调节钙钛矿化学和电子特性的有用途径。在这项研究中，通过 B 位掺杂策略开发了一种双功能活性增强的 La(Ni 0.1 )MnO 3钙钛矿，其修饰有 N 掺杂碳 (NC)。所得 La(Ni 0.1 )MnO 3@NC催化剂具有许多优点，包括独特的形态、可控合成、高导电性、双功能活性和耐用性。这种增强归因于 N 掺杂多孔碳和 [MnO 6 ] 与 [NiO 6 ] 的协同作用，导致电荷重新分布和无序度的调节。值得注意的是，用 La(Ni 0.1 )MnO 3组装的可充电锌空气电池与商业催化剂相比，由于配位单元的调节，空气阴极中的@NC 也表现出令人满意的性能。这项研究表明，钙钛矿氧化物基电催化剂的催化性能可以通过 B 位调节显着提高，并允许构建用于金属-空气电池的有效阴极催化剂。
更新日期：2023-01-31
中文翻译：
用于锌空气电池中双功能电催化剂的 N 掺杂碳装饰的 La(Ni0.1)MnO3 钙钛矿 B 位的调节
通过结合钙钛矿 (ABO 3 )开发具有独特结构的纳米复合材料对于改善氧还原反应 (ORR) 和析氧反应 (OER) 具有重要意义。在活性 B 位点引入过渡金属被认为是调节钙钛矿化学和电子特性的有用途径。在这项研究中，通过 B 位掺杂策略开发了一种双功能活性增强的 La(Ni 0.1 )MnO 3钙钛矿，其修饰有 N 掺杂碳 (NC)。所得 La(Ni 0.1 )MnO 3@NC催化剂具有许多优点，包括独特的形态、可控合成、高导电性、双功能活性和耐用性。这种增强归因于 N 掺杂多孔碳和 [MnO 6 ] 与 [NiO 6 ] 的协同作用，导致电荷重新分布和无序度的调节。值得注意的是，用 La(Ni 0.1 )MnO 3组装的可充电锌空气电池与商业催化剂相比，由于配位单元的调节，空气阴极中的@NC 也表现出令人满意的性能。这项研究表明，钙钛矿氧化物基电催化剂的催化性能可以通过 B 位调节显着提高，并允许构建用于金属-空气电池的有效阴极催化剂。
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