Host-guest interactions promoted formation of Fe-N4 active site toward efficient oxygen reduction reaction catalysis

催化作用 质子交换膜燃料电池 化学 化学工程 活动站点 碳化 离子液体 氧还原反应 多相催化 热稳定性 无机化学 吸附 有机化学 电化学 电极 物理化学 工程类
作者
Zhengwen Fan,Xinjiao Cui,Jiankun Wei,Chan Chen,Haolin Tang,Junsheng Li
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:621: 195-204 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2022.04.059
摘要

FeNC is the most promising material to replace the noble metal catalyst for cathodic oxygen reduction reaction in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). However, the practical performance of FeNC catalyst is significantly limited by its low active site (Fe-N4) density. Herein, we propose to promote the formation of Fe-N4 active sites in FeNC catalyst by strengthening the interaction of N precursors and Fe precursors during the carbonization synthesis. In our approach, ionic liquid (IL, [EMIM][NTf2]) with high nitrogen content and good thermal stability is caged in the pores of Fe-ZIF-8 through the host-guest interactions. These interactions are critical for the preservation of Fe and N species and formation of active sites during the synthesis. The optimal catalyst developed with this approach (Fe0.05NC/10) has a high density of accessible Fe-N4 sites (1.88*1019 sites g-1). Therefore, in both acidic and alkaline media, Fe0.05NC/10 showed excellent ORR activity comparable to commercial Pt/C catalyst. Moreover, PEMFC performance with a peak power density of 300 mW cm-2 was demonstrated with Fe0.05NC/10 under H2/O2 conditions. The synthetic approach reported herein may be used for tailoring of advanced catalyst with high intrinsic activity.
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
xiaodusb完成签到 ,获得积分10
2秒前
天天快乐应助温柔柜子采纳,获得10
4秒前
Criminology34应助oleskarabach采纳,获得10
4秒前
Starwalker应助科研同人采纳,获得30
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
入变发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
8秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
ylkylk关注了科研通微信公众号
11秒前
11秒前
所所应助积极璎采纳,获得10
13秒前
HesperLxy完成签到,获得积分20
13秒前
14秒前
叽里咕噜发布了新的文献求助10
14秒前
Yuan完成签到,获得积分10
15秒前
sinlar发布了新的文献求助10
15秒前
QUPY发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
善学以致用应助健达采纳,获得10
16秒前
17秒前
HesperLxy发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
海丽完成签到,获得积分10
17秒前
科研通AI6.1应助高天雨采纳,获得10
18秒前
18秒前
NexusExplorer应助粗暴的大门采纳,获得10
18秒前
Akim应助二狗采纳,获得10
18秒前
刘立凡发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
祁梦完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
方东完成签到,获得积分10
21秒前
小二郎应助杏杏采纳,获得10
21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
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Third edition 6000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
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 5785393
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5687580
关于积分的说明 15467396
捐赠科研通 4914484
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2645216
邀请新用户注册赠送积分活动 1593054
关于科研通互助平台的介绍 1547382