提高了与CeO混合的Fe单原子碳催化剂的ORR耐用性2纳米酶
Yiwei Qiu1, Yu Wu1, Xiaoqian Wei2,3
1State Key Laboratory of Green Pesticide, International Joint Research Center for Intelligent Biosensing Technology and Health, College of Chemistry, Central China Normal University, Wuhan, 430079, People's Republic of China.
氧化 (CeO2) 纳米酶通过中和活性氧物种 (ROS) 来增强氧降解反应 (ORR) 的铁--碳 (FeNC) 催化剂耐用性. 这提高了空气电池中FeNC/CeO2的性能.
科学领域:
- 电触媒溶解是一种电触媒.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 铁--碳 (FeNC) 催化剂显示为氧减氧反应 (ORR) 的替代品.
- 由于反应性氧物种 (ROS) 的攻击,耐用性差仍然是FeNC催化剂应用的关键挑战.
- 自然酶的抗氧化机制为增强催化剂稳定性提供了灵感.
研究的目的:
- 为了提高FeNC催化剂的耐用性,用于氧降解反应 (ORR).
- 为了减轻反应性氧物种 (ROS) 对FeNC催化剂的有害影响.
- 为了评估CeO2纳米酶与FeNC相结合的性能,以提高稳定性.
主要方法:
- 将CeO2纳米酶与FeNC催化剂进行合.
- 利用CeO2纳米酶的类似酶和超氧化物脱酶的活性.
- 在中性电解质中测试FeNC/CeO2催化剂的耐用性,超过10,000个循环.
- 评估FeNC/CeO2在空气电池中的性能,通过静电放电-充电循环.
主要成果:
- CeO2纳米酶有效中和了FeNC催化剂产生的ROS.
- FeNC/CeO2显著改善了ORR耐用性,在10,000个循环后只有5mV的潜在衰变,而FeNC的18mV.
- 基于FeNC/CeO2的空气电池在140小时内出现了最小的电压衰变,超过了FeNC和商业Pt/C催化剂的性能.
结论:
- CeO2纳米酶可以有效地保护FeNC催化剂免受ROS诱导的降解.
- CeO2的多酶类活性增强了FeNC催化剂的稳定性和寿命.
- NC/CeO2 是一种非常耐用且有前途的电催化剂,用于空气电池等应用.
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