亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Sulfur doped iron-nitrogen-hard carbon nanosheets as efficient and robust noble metal-free catalysts for oxygen reduction reaction in PEMFC

催化作用 质子交换膜燃料电池 噻吩 碳纤维 材料科学 硫黄 过渡金属 贵金属 无机化学 化学工程 化学 有机化学 复合材料 复合数 冶金 工程类
作者
Bin Liu,Jiawang Li,Bowen Yan,Qi Wei,Xingyu Wen,Huarui Xie,Huan He,Pei Kang Shen,Zhi Qun Tian
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:89: 422-433 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.10.046
摘要

Transition metal-nitrogen-carbon (M-N-C) as a promising substitute for the conventional noble metal-based catalyst still suffers from low activity and durability for oxygen reduction reaction (ORR) in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). To tackle the issue, herein, a new type of sulfur-doped iron-nitrogen-hard carbon (S-Fe-N-HC) nanosheets with high activity and durability in acid media were developed by using a newly synthesized precursor of amide-based polymer with Fe ions based on copolymerizing two monomers of 2, 5-thiophene dicarboxylic acid (TDA) as S source and 1, 8-diaminonaphthalene (DAN) as N source via an amination reaction. The as-synthesized S-Fe-N-HC features highly dispersed atomic FeNx moieties embedded into rich thiophene-S doped hard carbon nanosheets filled with highly twisted graphite-like microcrystals, which is distinguished from the majority of M-N-C with soft or graphitic carbon structures. These unique characteristics endow S-Fe-N-HC with high ORR activity and outstanding durability in 0.5 M H2SO4. Its initial half-wave potential is 0.80 V and the corresponding loss is only 21 mV after 30,000 cycles. Meanwhile, its practical PEMFC performance is a maximum power output of 628.0 mW cm−2 and a slight power density loss is 83.0 mW cm−2 after 200-cycle practical operation. Additionally, theoretical calculation shows that the activity of FeNx moieties on ORR can be further enhanced by sulfur doping at meta-site near FeN4C. These results evidently demonstrate that the dual effect of hard carbon substrate and S doping derived from the precursor platform of amid-polymers can effectively enhance the activity and durability of Fe-N-C catalysts, providing a new guidance for developing advanced M-N-C catalysts for ORR.
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
外向海燕发布了新的文献求助10
2秒前
7秒前
13秒前
外向海燕完成签到,获得积分10
18秒前
30秒前
41秒前
gszy1975完成签到,获得积分10
47秒前
排除法完成签到,获得积分20
47秒前
Jy发布了新的文献求助10
49秒前
外向如雪完成签到,获得积分10
50秒前
53秒前
lixinglei应助gszy1975采纳,获得20
58秒前
Jinagu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
共享精神应助zqq123采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
Cindy完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
amiao发布了新的文献求助10
1分钟前
yyl19930705完成签到,获得积分10
1分钟前
amiao完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
光亮的成败完成签到,获得积分10
2分钟前
K2C完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
酷盖不太冷完成签到 ,获得积分10
2分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
修水县1个科研人完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Passion发布了新的文献求助10
3分钟前
爱听歌鲂完成签到,获得积分10
3分钟前
koui完成签到 ,获得积分10
3分钟前
靓丽的静白完成签到,获得积分10
3分钟前
迷人绿蕊完成签到 ,获得积分10
3分钟前
sweet完成签到 ,获得积分10
3分钟前
酷酷云朵完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7556713
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9139088
关于积分的说明 19533750
捐赠科研通 7147176
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3261177
关于科研通互助平台的介绍 2427685
邀请新用户注册赠送积分活动 2250375