通过低温热解热策略,增强装载在N-化碳支器上的双核铜复合物的氧降解活性通过
Hua-Min Chi1, Kun-Zu Yang1, Peng-Peng Guo1
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)
|June 24, 2024
概括
一种新的铜--碳 (Cu-N-C) 电催化剂,Cu-BPOZ@CNB-400,通过低温热解来合成有效的氧降解反应 (ORR). 这种催化剂在空气电池中表现出卓越的性能,为能量转换设备提供了具有成本效益的方法.
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:
- 多铜氧化酶 (MCOs) 启发了多核铜复合物的设计,以提高催化活性.
- 氧降解反应 (ORR) 对能量转换装置至关重要,需要高效的电催化剂.
- 开发具有成本效益和高性能ORR催化剂仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 通过低温热解合成和描述一个新的Cu-N-C电催化剂,Cu-BPOZ@CNB-400,通过低温热解.
- 为了评估Cu-BPOZ@CNB-400在性介质中的ORR的电催化性能.
- 评估这种催化剂在空气电池中的潜力.
主要方法:
- 准备一个双核铜复合物 (2,5-bis(2-pyridyl) -1,3,4-oxadiazole铜复合物,BPOZ) 装载在N-doped碳支器上.
- 在400°C低温下对前体进行热解,形成Cu-N-C电催化剂.
- 使用循环电压测量和0.1 M KOH的旋转盘电极测量等技术进行电化学表征.
- 在空气电池设置中测试催化剂的性能.
主要成果:
- Cu-BPOZ@CNB-400实现了0.86V的高半波潜力 (E1/2) 与ORR的RHE相比,性能优于高温处理和控制催化剂.
- 催化剂的最大功率密度 (Pmax) 在空气电池中为127mW cm-2,相当于商业Pt/C.
- 低温热解有效分散了铜位,改善了电荷转移,并抑制了金属聚合.
结论:
- 双核铜复合物的低温热解是一种有效的策略,用于制造具有增强ORR活性的高度分散的Cu-N-C催化剂.
- 开发的Cu-BPOZ@CNB-400催化剂对空气电池等能量转换装置的应用具有重大前景.
- 这种方法为设计高效和稳定的ORR电催化剂提供了成本有效的途径.
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