Transformation of the Active Moiety in Phosphorus-Doped Fe–N–C for Highly Efficient Oxygen Reduction Reaction

部分 化学 催化作用 氧气 质子交换膜燃料电池 无机化学 组合化学 立体化学 有机化学
作者
JeongHan Roh,Ara Cho,Sungjun Kim,Kug‐Seung Lee,Jae‐Wook Shin,Jin Seok Choi,Junu Bak,SangJae Lee,DongHoon Song,Eom-Ji Kim,Chaewon Lee,Young Rang Uhm,Yong‐Hun Cho,Jeong Woo Han,EunAe Cho
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (14): 9427-9441 被引量:44
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c01136
摘要

Iron- and nitrogen-doped carbon (Fe–N–C) materials have been suggested as the most promising replacement for Pt-based catalysts in the oxygen reduction reaction (ORR) owing to the FeN4 active moiety. Based on the relationship between the oxygen binding energy and the catalytic activity, Fe–N–C has a very strong oxygen binding energy; hence, hard to desorb the final reaction intermediate of *OH. Herein, we provide an effective method of tuning the active moiety using a phosphine-gas treatment for Fe–N–C. Combined analyses of experimental and computational results reveal that the conventional FeN4 moiety is transformed into FeN3PO through the P-doping post-treatment. Furthermore, we propose an ORR mechanism on the unique FeN3PO moiety based on a microkinetic model, in which *OH intermediates are considered. Compared to the FeN4 moiety, the FeN3PO moiety facilitates *OH desorption, thereby enhancing the ORR activity in both alkaline and acidic electrolytes. The effects of P-doping on the ORR performance are also validated in both anion exchange membrane fuel cells (AEMFCs) and proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs).
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
hdh016发布了新的文献求助10
刚刚
Kelsey完成签到 ,获得积分10
刚刚
3秒前
4秒前
6秒前
三木完成签到,获得积分10
6秒前
spenley完成签到,获得积分10
6秒前
小马甲应助文静的如娆采纳,获得10
6秒前
芒小果发布了新的文献求助10
9秒前
Jc完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
12秒前
士多啤梨完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
小叮当完成签到 ,获得积分10
16秒前
慕青应助芒小果采纳,获得10
16秒前
情怀应助文静的如娆采纳,获得10
18秒前
练英雄发布了新的文献求助10
19秒前
生如夏花完成签到,获得积分10
19秒前
panda完成签到,获得积分10
20秒前
卜靖荷给卜靖荷的求助进行了留言
22秒前
斯文败类应助yagkinc采纳,获得10
30秒前
30秒前
饼饼发布了新的文献求助10
35秒前
dnbe完成签到,获得积分10
37秒前
深海鱼完成签到,获得积分10
41秒前
43秒前
星辰大海应助dnbe采纳,获得10
44秒前
44秒前
Jc发布了新的文献求助10
48秒前
51秒前
orixero应助:P采纳,获得10
51秒前
淡淡的白羊完成签到 ,获得积分10
52秒前
沉默寻凝发布了新的文献求助30
53秒前
qwh完成签到,获得积分20
53秒前
科目三应助准炮打不准采纳,获得10
54秒前
njsj关注了科研通微信公众号
55秒前
17381362015发布了新的文献求助10
56秒前
59秒前
1分钟前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
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 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3967080
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3512449
关于积分的说明 11163289
捐赠科研通 3247337
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793799
邀请新用户注册赠送积分活动 874603
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804450