铁-异核原子对作为有效的氧气电还原的催化场所
Zhen Sun1,2, Ruijie Gao1,2, Fan Liu1,2
1Key Laboratory for Green Chemical Technology of the Ministry of Education, School of Chemical Engineering and Technology, Institute of Molecular Plus, Tianjin University, Tianjin 300072, China.
在铁--碳 (Fe-N-C) 催化剂中引入可以提高氧降解反应 (ORR) 的活性. 由此产生的FeCo-N-C催化剂对燃料电池和金属空气电池具有前景.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 单位Fe-N-C催化剂是氧降解反应 (ORR) 组催化剂的有希望的替代品.
- 挑战包括活动低,稳定性差,生产成本高.
- 金属之间的协同效应可以提高催化性能.
研究的目的:
- 为了增强氧降解反应 (ORR) 的Fe-N-C催化剂的催化活性和稳定性.
- 研究将纳入Fe-N-C催化剂的协同效应.
- 评估空气电池和离子交换膜燃料电池 (AEMFC) 中开发的催化剂的性能.
主要方法:
- 合成了Fe-N-C催化剂,引入了原子和联体.
- 描述了催化剂的结构和组成.
- 在性介质中评估氧降解反应 (ORR) 的催化活性和稳定性.
- 在建造的空气电池和AEMFC中测试了催化剂性能.
主要成果:
- FeCo-N-C催化剂表现出0.892V的高半波潜力,具有良好的稳定性.
- 开发的催化剂使得一种具有高功率密度 (247.93 mW cm−2) 和容量 (768.59 mA h gZn−1) 的空气电池成为可能.
- 使用FeCo-N-C阴极的离子交换膜燃料电池 (AEMFC) 实现了高开通电路电压 (0.95 V) 和额定功率密度 (444.7 mW cm−2).
结论:
- 在Fe-N-C催化剂中加入,通过协同Fe-Co效应有效地增强ORR活性.
- 该FeCo-N-C催化剂在空气电池和AEMFC中表现出色.
- 这种非贵金属催化剂策略在能源转换装置方面具有显著的实际应用性.
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