协调聚合物衍生的Fe-N-C电催化剂具有高性能,用于Zn-空气电池中氧降解反应
Peng-Peng Guo1, Chao Xu1, Kun-Zu Yang1
1Key Laboratory for Advanced Materials, School of Chemistry & Molecular Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, P. R. China. liujingang@ecust.edu.cn.
Dalton transactions (Cambridge, England : 2003)
|April 15, 2024
概括
一种新的铁协调聚合物复合物 (Fe/CP/C) 在氧降解反应 (ORR) 中表现出色. 这种无贵金属的电催化剂为空气电池等能源设备提供了一个有希望的替代方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 开发高效的无贵金属电催化剂对于推进能源转换技术至关重要.
- 基于的催化剂对于氧降解反应 (ORR) 是有效的,但成本高昂.
- 对于空气电池等应用,需要使用替代催化剂.
研究的目的:
- 为了合成和描述一种新的协调聚合物 (CP) 衍生的Fe/CP/C复合物,作为一种高性能电催化剂.
- 评估ORR的Fe/CP/C催化剂的电催化活性和稳定性.
- 为了评估Fe/CP/C在空气电池 (ZAB) 中的性能.
主要方法:
- 铁二烯的热解与4,4'-oxybisbenzoic 酸和4,4'-bipyridine 连接剂接种了 Zn-协调聚合物 (Fe(TPP) Cl).
- 在0.1M KOH溶液中进行电化学测试,以确定ORR活性 (半波电位).
- 使用Fe/CP/C作为阴极电催化剂的气电池的制造和测试.
主要成果:
- 与Fe/C (E1/2 = 0.85 V) 相比,Fe/CP/C催化剂表现出更高的ORR活性 (E1/2 = 0.90 V与RHE).
- 带有Fe/CP/C阴极的Zn-空气电池实现了比Fe/C和商业Pt/C更高的开放电路电压 (1.43V) 和功率密度 (142.8 mW cm-2).
- 催化剂在溶液和ZAB应用中表现出极好的稳定性.
结论:
- 该Fe/CP/C复合物是ORR的高效无贵金属电催化剂.
- 在CP中使用功能组可以增强铁氨酸负载,以提高催化性能.
- 这种方法为开发用于能源转换设备的先进电催化剂提供了可行的途径.
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