Nitrogen-Doped Carbon Nanotube Arrays with High Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction

碳纳米管 铂金 电极 材料科学 纳米管 化学工程 电化学 氢氧化钾 碳纤维 纳米技术 催化作用 无机化学 氮气 氧气 化学 复合材料 有机化学 复合数 物理化学 工程类
作者
Kuanping Gong,Feng Du,Zhenhai Xia,Michael F. Durstock,Liming Dai
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:323 (5915): 760-764 被引量:7078
标识
DOI:10.1126/science.1168049
摘要

The large-scale practical application of fuel cells will be difficult to realize if the expensive platinum-based electrocatalysts for oxygen reduction reactions (ORRs) cannot be replaced by other efficient, low-cost, and stable electrodes. Here, we report that vertically aligned nitrogen-containing carbon nanotubes (VA-NCNTs) can act as a metal-free electrode with a much better electrocatalytic activity, long-term operation stability, and tolerance to crossover effect than platinum for oxygen reduction in alkaline fuel cells. In air-saturated 0.1 molar potassium hydroxide, we observed a steady-state output potential of –80 millivolts and a current density of 4.1 milliamps per square centimeter at –0.22 volts, compared with –85 millivolts and 1.1 milliamps per square centimeter at –0.20 volts for a platinum-carbon electrode. The incorporation of electron-accepting nitrogen atoms in the conjugated nanotube carbon plane appears to impart a relatively high positive charge density on adjacent carbon atoms. This effect, coupled with aligning the NCNTs, provides a four-electron pathway for the ORR on VA-NCNTs with a superb performance.
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
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
王若琪完成签到 ,获得积分10
5秒前
123完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
LaTeXer应助Shuo Yang采纳,获得30
7秒前
可爱沛蓝完成签到 ,获得积分10
7秒前
Harlotte发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
颖颖完成签到,获得积分10
8秒前
领导范儿应助义气书包采纳,获得10
10秒前
dtcao发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
Jun完成签到,获得积分10
12秒前
光之美少女完成签到 ,获得积分10
12秒前
Kevin发布了新的文献求助10
12秒前
英俊的铭应助无邪采纳,获得10
13秒前
酷酷海秋完成签到,获得积分10
13秒前
合适的书文完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
青青小筑发布了新的文献求助10
15秒前
酷炫的安雁完成签到 ,获得积分10
16秒前
echo完成签到,获得积分10
16秒前
烟花应助情殇采纳,获得10
17秒前
张张完成签到,获得积分10
18秒前
濮阳灵竹完成签到,获得积分10
18秒前
LYDDDDD完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
aaaaaawwwww发布了新的文献求助10
22秒前
义气书包完成签到,获得积分20
22秒前
plff发布了新的文献求助10
22秒前
药小隐发布了新的文献求助10
22秒前
tyyyyyy完成签到,获得积分10
23秒前
苦哈哈完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
胖虎完成签到,获得积分10
25秒前
回复对方完成签到,获得积分10
25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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Research for Social Workers 1000
Psychology and Work Today 800
Mastering New Drug Applications: A Step-by-Step Guide (Mastering the FDA Approval Process Book 1) 800
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 600
Signals, Systems, and Signal Processing 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5895852
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6707195
关于积分的说明 15732521
捐赠科研通 5018411
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2702522
邀请新用户注册赠送积分活动 1649211
关于科研通互助平台的介绍 1598480