Co nanoparticle embedded in atomically-dispersed Co-N-C nanofibers for oxygen reduction with high activity and remarkable durability

材料科学 催化作用 纳米颗粒 化学工程 耐久性 扫描透射电子显微镜 纳米纤维 纳米技术 扫描电子显微镜 石墨 透射电子显微镜 复合材料 有机化学 化学 工程类
作者
Qingqing Cheng,Shaobo Han,Kun Mao,Chi Chen,Lijun Yang,Zhiqing Zou,Meng Gu,Zheng Hu,Hui Yang
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:52: 485-493 被引量:210
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2018.08.005
摘要

Although Co and N codoped carbon (Co-N-C) materials could be served as the promising oxygen reduction reaction (ORR) electrocatalysts, they still suffer from unsatisfactory catalytic activity, especially in acidic environment. Herein, we report that the construction of Co nanoparticles embedded within highly porous, atomically-dispersed Co-N-C nanofibers catalyst not only significantly improves the ORR activity with a half-wave potential (E1/2) of 0.778 V/RHE, but also achieves the remarkable durability with only ~ 9 mV decay of E1/2 after a 10000-cycle accelerated durability test between 0.6 and 1.1 V. Both aberration-corrected scanning transmission electron microscope and X-ray adsorption spectroscopy confirm the existence of Co single atoms in the carbon nanofibers. Density functional theoretical calculation reveals that the introduction of Co core nanoparticle lowers the d band center of surface Co atoms in graphite shells and makes the free energy diagrams of the ORR process on Co-N-C shell more close to the ideal case, thus boosting the catalytic performance. Proton exchange membrane fuel cell integrated with as-prepared catalyst delivers a peak power density of 0.42 W cm−2 together with excellent stability after 100 h operation. This study provides an ideal perspective to develop highly efficient and durable Co-based catalyst for the oxygen reduction.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
绛川发布了新的文献求助10
刚刚
精明寻梅发布了新的文献求助10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助50
5秒前
Liufgui应助哈哈哈来打我呀采纳,获得20
6秒前
绛川完成签到,获得积分10
6秒前
爆米花应助momo采纳,获得10
8秒前
动听的老鼠完成签到,获得积分10
8秒前
潘善若发布了新的文献求助10
8秒前
丘比特应助CA采纳,获得10
8秒前
9秒前
11秒前
111完成签到 ,获得积分10
11秒前
忧心的从蓉完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
李希妍完成签到,获得积分10
13秒前
迪克牛仔完成签到 ,获得积分10
13秒前
Jasper应助精明寻梅采纳,获得10
14秒前
米线儿完成签到,获得积分10
15秒前
甜桃完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
CAOHOU应助q792309106采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
悦耳静枫发布了新的文献求助10
19秒前
烟花应助果粒多采纳,获得10
19秒前
潘善若发布了新的文献求助10
20秒前
廉凌波发布了新的文献求助10
20秒前
赘婿应助crazy采纳,获得10
20秒前
喻义梅关注了科研通微信公众号
21秒前
精明寻梅完成签到,获得积分10
21秒前
行远完成签到,获得积分10
22秒前
科目三应助感动黄豆采纳,获得10
23秒前
xueyu发布了新的文献求助10
23秒前
钱宇成完成签到,获得积分20
24秒前
修道院的豌豆完成签到,获得积分10
24秒前
廉凌波完成签到,获得积分10
25秒前
Rondab应助行远采纳,获得10
27秒前
27秒前
SYLH应助showmaker采纳,获得20
28秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3989263
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3531418
关于积分的说明 11253814
捐赠科研通 3270066
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804884
邀请新用户注册赠送积分活动 882084
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809136