P-block single-metal-site tin/nitrogen-doped carbon fuel cell cathode catalyst for oxygen reduction reaction

催化作用 材料科学 质子交换膜燃料电池 阴极 氧气 金属 化学 化学工程 无机化学 化学吸附 碳纤维 铂金 有机化学 物理化学 复合材料 工程类 复合数
作者
Fang Luo,Aaron Roy,Luca Silvioli,David A. Cullen,Andrea Zitolo,Moulay Tahar Sougrati,Ismail Can Oğuz,Tzonka Mineva,Detre Teschner,Stephan Wagner,Wen Ju,Fabio Dionigi,Ulrike I. Kramm,Jan Rossmeisl,Frédéric Jaouen,Peter Strasser
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:19 (11): 1215-1223 被引量:409
标识
DOI:10.1038/s41563-020-0717-5
摘要

This contribution reports the discovery and analysis of a p-block Sn-based catalyst for the electroreduction of molecular oxygen in acidic conditions at fuel cell cathodes; the catalyst is free of platinum-group metals and contains single-metal-atom actives sites coordinated by nitrogen. The prepared SnNC catalysts meet and exceed state-of-the-art FeNC catalysts in terms of intrinsic catalytic turn-over frequency and hydrogen-air fuel cell power density. The SnNC-NH3 catalysts displayed a 40-50% higher current density than FeNC-NH3 at cell voltages below 0.7 V. Additional benefits include a highly favourable selectivity for the four-electron reduction pathway and a Fenton-inactive character of Sn. A range of analytical techniques combined with density functional theory calculations indicate that stannic Sn(IV)Nx single-metal sites with moderate oxygen chemisorption properties and low pyridinic N coordination numbers act as catalytically active moieties. The superior proton-exchange membrane fuel cell performance of SnNC cathode catalysts under realistic, hydrogen-air fuel cell conditions, particularly after NH3 activation treatment, makes them a promising alternative to today's state-of-the-art Fe-based catalysts.
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
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
1秒前
无极微光应助XM采纳,获得20
2秒前
artoria发布了新的文献求助10
2秒前
111发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
河海完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
zxz完成签到,获得积分10
5秒前
Sun完成签到,获得积分10
5秒前
火星上的初柔完成签到,获得积分10
5秒前
Akim应助迷路的紫采纳,获得10
6秒前
靳南希完成签到 ,获得积分10
7秒前
xixi完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
小白完成签到 ,获得积分10
9秒前
kyou发布了新的文献求助10
9秒前
yunxyao完成签到,获得积分10
9秒前
伶俐大地发布了新的文献求助10
9秒前
缥缈之桃发布了新的文献求助30
13秒前
蓝天发布了新的文献求助10
13秒前
寒冷凡松完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
123发布了新的文献求助10
14秒前
Spring完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
张耀元发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
刚少kk完成签到,获得积分10
17秒前
溪风发布了新的文献求助10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
脑洞疼应助xl采纳,获得10
17秒前
17秒前
共享精神应助asuan采纳,获得10
18秒前
18秒前
丘比特应助一期一采纳,获得10
18秒前
Bond完成签到 ,获得积分10
18秒前
CodeCraft应助慕辰采纳,获得30
19秒前
19秒前
123完成签到,获得积分10
19秒前
上官若男应助wyd222采纳,获得10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
Contemporary Debates in Epistemology (3rd Edition) 1000
International Arbitration Law and Practice 1000
文献PREDICTION EQUATIONS FOR SHIPS' TURNING CIRCLES或期刊Transactions of the North East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders第95卷 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
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 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6156311
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7984810
关于积分的说明 16593321
捐赠科研通 5266360
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2810027
邀请新用户注册赠送积分活动 1790274
关于科研通互助平台的介绍 1657564