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 可逆氢电极 电极 电化学 有机化学 物理化学 复合材料 工程类 复合数 参比电极
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 [Springer Nature]
卷期号:19 (11): 1215-1223 被引量:336
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
genomed应助旺仔旺仔采纳,获得10
刚刚
bobochi完成签到 ,获得积分10
2秒前
科研铁人完成签到,获得积分10
3秒前
xxxksk完成签到 ,获得积分0
3秒前
zokor完成签到 ,获得积分10
3秒前
347完成签到,获得积分10
3秒前
脚啊啊啊完成签到,获得积分10
4秒前
村口的帅老头完成签到 ,获得积分10
4秒前
躬身入局发布了新的文献求助30
5秒前
科目三应助果粒多采纳,获得10
5秒前
alooof完成签到 ,获得积分10
8秒前
vvvaee完成签到 ,获得积分10
11秒前
Cynthia42完成签到 ,获得积分10
12秒前
赵某人完成签到,获得积分10
12秒前
15秒前
千年主治完成签到 ,获得积分10
16秒前
Yanki完成签到,获得积分10
16秒前
小小想想完成签到,获得积分10
18秒前
果粒多发布了新的文献求助10
19秒前
研友_8oYg4n完成签到,获得积分10
23秒前
littleE完成签到 ,获得积分10
23秒前
腰果虾仁完成签到 ,获得积分10
23秒前
宋枝野完成签到 ,获得积分10
23秒前
斯文败类应助KT2440采纳,获得10
24秒前
简单冰巧完成签到,获得积分10
25秒前
柯氏气团不是气团完成签到,获得积分10
25秒前
Skywalker完成签到,获得积分10
25秒前
zzz完成签到,获得积分10
26秒前
xuli21315完成签到 ,获得积分10
27秒前
王大炮完成签到 ,获得积分10
28秒前
iuhgnor完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
tjfwg完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
梅花易数完成签到,获得积分10
31秒前
adeno完成签到,获得积分10
32秒前
YY完成签到,获得积分10
33秒前
强壮的小牙签完成签到,获得积分10
34秒前
adeno发布了新的文献求助10
34秒前
白潇潇完成签到 ,获得积分10
35秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Communist propaganda: a fact book, 1957-1958 500
Briefe aus Shanghai 1946‒1952 (Dokumente eines Kulturschocks) 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3167282
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2818739
关于积分的说明 7922236
捐赠科研通 2478522
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1320377
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 632776
版权声明 602443