A Hybrid Hydrogel Approach for the Design of N, S Dual-Doped Porous Carbon Electrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction

电催化剂 氧还原反应 对偶(语法数字) 多孔性 氧还原 碳纤维 还原(数学) 氧气 兴奋剂 化学工程 材料科学 化学 纳米技术 电极 复合材料 电化学 光电子学 有机化学 工程类 物理化学 复合数 数学 几何学 艺术 文学类
作者
Shanmuganathan Velayutham,Sanjit Kumar Parida,Hrudananda Jena
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsaem.4c00001
摘要

Heteroatom-doped porous carbon materials have been largely explored as low-cost, metal-free alternatives to commercial Pt/C electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR): a key process in energy conversion and storage devices such as fuel cells and metal–air batteries. Here, we report the synthesis of a hybrid hydrogel, comprising pyrrole and thiophene monomers as a versatile precursor for the design of a N, S dual-doped porous carbon catalyst for the ORR. The unique composition and morphology of the precursor facilitate the design of a catalyst with enhanced catalytic activity and higher mass transport. The catalyst (CNS-900) with optimum N and S content demonstrates superior ORR activity in 0.1 M KOH with an onset (Eon) and a half-wave (E1/2) potential of 0.946 and 0.801 V vs reversible hydrogen electrode (RHE), respectively, close to that of Pt/C. The catalyst also demonstrates excellent short-term stability test retaining 87% of its original current in 25 h in addition to showing superior stability during the potential cycling experiment. Furthermore, the catalyst also exhibits good selectivity toward the 4e– ORR with an electron transfer number close to 4.00 and a H2O2 yield below 9.5% in the potential range 0.4–0.9 V vs RHE. This work provides a facile design approach to synthesize heteroatom-doped porous carbon catalysts using organic polymers in contrast to conventional graphene-based precursors for electrochemical applications.
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
缘然完成签到,获得积分10
刚刚
我爱读文献完成签到,获得积分10
刚刚
FU完成签到,获得积分10
刚刚
弄香完成签到,获得积分10
1秒前
凌L发布了新的文献求助10
1秒前
欣新完成签到,获得积分10
1秒前
花花完成签到,获得积分10
1秒前
wei发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
jonsan发布了新的文献求助10
1秒前
高大厉发布了新的文献求助30
2秒前
南风完成签到,获得积分10
2秒前
桶治世界发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
DYQ发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
科研通AI6应助偷星采纳,获得10
6秒前
yuzhouhaohan完成签到,获得积分10
7秒前
小蘑菇应助wei采纳,获得10
8秒前
wyf关注了科研通微信公众号
8秒前
冷艳越泽完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
深情安青应助花花采纳,获得10
9秒前
9秒前
星辰大海应助肥美的醉鸭采纳,获得10
9秒前
满意沛槐发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6应助精明凡双采纳,获得30
10秒前
lzx发布了新的文献求助10
10秒前
Owen应助qz采纳,获得10
11秒前
璟晔发布了新的文献求助10
11秒前
xnshina发布了新的文献求助30
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Reliability Monitoring Program 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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5340428
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4476928
关于积分的说明 13933312
捐赠科研通 4372740
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2402526
邀请新用户注册赠送积分活动 1395409
关于科研通互助平台的介绍 1367489