FeCo alloys in-situ formed in Co/Co2P/N-doped carbon as a durable catalyst for boosting bio-electrons-driven oxygen reduction in microbial fuel cells

催化作用 微生物燃料电池 材料科学 化学工程 碳纤维 碳化 法拉第效率 阴极 化学 电解质 电极 冶金 阳极 复合材料 有机化学 扫描电子显微镜 物理化学 复合数 工程类
作者
Xin Xu,Jiahao Xie,Ying Dai,Yang Liu,Zhuang Cai,Baojian Jing,Jinlong Zou
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:47 (5): 3063-3074 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2021.10.199
摘要

Non-noble metal catalyst with high catalytic activity and stability towards oxygen reduction reaction (ORR) is critical for durable bioelectricity generation in air-cathode microbial fuel cells (MFCs). Herein, nitrogen-doped (iron-cobalt alloy)/cobalt/cobalt phosphide/partly-graphitized carbon ((FeCo)/Co/Co2P/NPGC) catalysts are prepared by using cornstalks via a facile method. Carbonization temperature exerts a great effect on catalyst structure and ORR activity. FeCo alloys are in-situ formed in the catalysts above 900 °C, which are considered as the highly-active component in catalyzing ORR. AC-MFC with FeCo/Co/Co2P/NPGC (950 °C) cathode shows the highest power density of 997.74 ± 5 mW m−2, which only declines 8.65% after 90 d operation. The highest Coulombic efficiency (23.3%) and the lowest charge transfer resistance (22.89 Ω) are obtained by FeCo/Co/Co2P/NPGC (950 °C) cathode, indicating that it has a high bio-electrons recycling rate. Highly porous structure (539.50 m2 g−1) can provide the interconnected channels to facilitate the transport of O2. FeCo alloys promote charge transfer and catalytic decomposition of H2O2 to •OH and •O2−, which inhibits cathodic biofilm growth to improve ORR durability. Synergies between metallic components (FeCo/Co/Co2P) and N-doped carbon energetically improve the ORR catalytic activity of (FeCo)/Co/Co2P/NPGC catalysts, which have the potential to be widely used as catalysts in MFCs.
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
1秒前
是阿龙呀发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
顶顶顶发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
科研通AI6.1应助sg采纳,获得10
3秒前
EV完成签到,获得积分20
3秒前
科研通AI6.3应助ichigo采纳,获得10
3秒前
3秒前
外向的芒果完成签到 ,获得积分10
4秒前
sophia完成签到 ,获得积分10
4秒前
Me发布了新的文献求助10
4秒前
迷途完成签到,获得积分10
4秒前
美丽的莺发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
勤劳的笑翠完成签到 ,获得积分10
7秒前
9秒前
分子遗传小菜鸟完成签到,获得积分10
9秒前
村上春树不上树完成签到 ,获得积分10
10秒前
杠杠完成签到,获得积分10
10秒前
Blaseaka完成签到 ,获得积分0
11秒前
13秒前
杠杠发布了新的文献求助10
14秒前
WaveletZ发布了新的文献求助10
14秒前
大意的书兰完成签到,获得积分10
15秒前
程南完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
Hiccupsssss完成签到,获得积分10
17秒前
Hello应助忆仙姿采纳,获得10
17秒前
17秒前
科研通AI6.2应助oia采纳,获得10
17秒前
m0405完成签到,获得积分10
17秒前
yixiu完成签到,获得积分10
18秒前
yy完成签到,获得积分10
19秒前
温柔的天奇完成签到,获得积分10
20秒前
渣渣XM发布了新的文献求助10
22秒前
饼饼完成签到,获得积分20
23秒前
搜集达人应助瞿寒采纳,获得10
25秒前
25秒前
25秒前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Developing Solid Oral Dosage Forms Pharmaceutical Theory and Practice (3rd Edition) 500
Writing Systems 500
类器官构建与应用:从基础到前沿 500
Thermodynamics of Natural Systems 400
Electric Vehicle Powertrains Design Fundamentals, Components, and Applications 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6811174
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8527163
关于积分的说明 18152382
捐赠科研通 6137400
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3029846
邀请新用户注册赠送积分活动 2006527
关于科研通互助平台的介绍 2005007