Herbal residue-derived N, P co-doped porous hollow carbon spheres as high-performance electrocatalysts for oxygen reduction reaction under both alkaline and acidic conditions

催化作用 多孔性 碳纤维 化学 化学工程 氧气 比表面积 无机化学 氧还原反应 材料科学 电化学 有机化学 电极 复合数 物理化学 复合材料 工程类
作者
Mingwen Wang,Lei Cao,Zhenhuan Li,Kunmei Su
出处
期刊:Microporous and Mesoporous Materials [Elsevier]
卷期号:329: 111556-111556 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.micromeso.2021.111556
摘要

Development of carbon-based oxygen reduction reaction (ORR) catalysts with performance superior to noble metals across a wide pH range has been a formidable challenge. Herein, porous hollow carbon spheres co-doped with N, P (NH3-NPCS-900) is directly synthesized from the herbal residues of Lasiosphaera seu Calvatia (LSC). Critically, the N content was significantly enhanced in the presence of ammonia (NH3) and formed a hierarchical porous structure and a large specific surface area (984.7 m2 g−1). With the synergistic effect of these contributions, the NH3-NPCS-900 catalyst exhibit excellent ORR catalytic activity across acidic (E1/2 = 0.615 V) and alkaline solutions (E1/2 = 0.862 V). Zn-air batteries with NH3-NPCS-900 exhibit high peak power density (188 mW cm−2) and better cycle durability (>180 h), showing its potential and promise in applications. This study provides valuable direction and insight into how to develop porous carbon with highly efficient ORR catalytic activity from biomass.
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