Improving the Stability of Non‐Noble‐Metal M–N–C Catalysts for Proton‐Exchange‐Membrane Fuel Cells through M–N Bond Length and Coordination Regulation

质子交换膜燃料电池 丙烯酸 催化作用 材料科学 X射线吸收光谱法 部分 吸附 聚合物 离子交换 吸收光谱法 马来酸 高分子化学 结合能 金属 共聚物 无机化学 物理化学 离子 化学 立体化学 有机化学 复合材料 核物理学 冶金 量子力学 物理
作者
Zhengpei Miao,Xiaoming Wang,Zhonglong Zhao,Wenbin Zuo,Shaoqing Chen,Zhiqiang Li,Yanghua He,Jiashun Liang,Feng Ma,Hsing‐Lin Wang,Gang Lü,Yunhui Huang,Gang Wu,Qing Li
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (39): e2006613-e2006613 被引量:175
标识
DOI:10.1002/adma.202006613
摘要

An effective and universal strategy is developed to enhance the stability of the non-noble-metal M-Nx /C catalyst in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) by improving the bonding strength between metal ions and chelating polymers, i.e., poly(acrylic acid) (PAA) homopolymer and poly(acrylic acid-maleic acid) (P(AA-MA)) copolymer with different AA/MA ratios. Mössbauer spectroscopy and X-ray absorption spectroscopy (XAS) reveal that the optimal P(AA-MA)-Fe-N catalyst with a higher Fe3+ -polymer binding constant possesses longer FeN bonds and exclusive Fe-N4 /C moiety compared to PAA-Fe-N, which consists of ≈15% low-coordinated Fe-N2 /N3 structures. The optimized P(AA-MA)-Fe-N catalyst exhibits outstanding ORR activity and stability in both half-cell and PEMFC cathodes, with the retention rate of current density approaching 100% for the first 37 h at 0.55 V in an H2 -air fuel cell. Density functional theory (DFT) calculations suggest that the Fe-N4 /C site could optimize the difference between the adsorption energy of the Fe atoms on the support (Ead ) and the bulk cohesive energy (Ecoh ) relative to Fe-N2 /N3 moieties, thereby strongly stabilizing Fe centers against demetalation.
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
眼睛大晓博完成签到 ,获得积分10
1秒前
哭泣涔雨完成签到,获得积分10
2秒前
mjq发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.3应助huanhuan采纳,获得10
5秒前
7秒前
林深完成签到 ,获得积分10
7秒前
顾矜应助泡芙采纳,获得10
8秒前
8秒前
Tom发布了新的文献求助10
8秒前
FashionBoy应助pp采纳,获得10
9秒前
11秒前
小人物小梦想完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI6.4应助xiaozhi采纳,获得10
14秒前
蜡笔水坑发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
Sepnine9完成签到,获得积分10
16秒前
月蚀六花发布了新的文献求助10
16秒前
尊敬问凝完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
Lauren完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
pp发布了新的文献求助10
21秒前
打打应助mjq采纳,获得10
22秒前
23秒前
邓佳鑫Alan应助nvatk16采纳,获得20
23秒前
感谢大佬完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
剑来不来完成签到,获得积分10
26秒前
阿仔发布了新的文献求助10
26秒前
无名发布了新的文献求助10
26秒前
Magali发布了新的文献求助10
26秒前
李爱国应助Sepnine9采纳,获得10
26秒前
Lcx发布了新的文献求助10
26秒前
Laskujgkjbvg发布了新的文献求助10
27秒前
Lutras完成签到,获得积分10
29秒前
科研通AI6.3应助神勇手套采纳,获得10
29秒前
月蚀六花发布了新的文献求助10
29秒前
tomas发布了新的文献求助10
29秒前
31秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7570894
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9150571
关于积分的说明 19571471
捐赠科研通 7156221
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3263951
关于科研通互助平台的介绍 2429319
邀请新用户注册赠送积分活动 2254077