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 钴 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
2秒前
秋芥完成签到,获得积分10
2秒前
Waou发布了新的文献求助10
2秒前
任性的翼发布了新的文献求助10
2秒前
Handsome完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
英姑的应助被有魅力夜安采纳,获得10
3秒前
好像是肥阳完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
科目三的应助被Ohoooo采纳,获得10
6秒前
自然的戾的应助被无名之辈采纳,获得10
6秒前
6秒前
Doc邓爱科研完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
orixero的应助被asdf采纳,获得10
7秒前
刘力源完成签到,获得积分10
7秒前
cynic发布了新的文献求助10
8秒前
可乐完成签到,获得积分0
8秒前
8秒前
8秒前
木木发布了新的文献求助10
8秒前
星辰大海的应助被遇晨采纳,获得10
8秒前
9秒前
xyh完成签到,获得积分10
9秒前
新新发布了新的文献求助10
9秒前
Seamily发布了新的文献求助10
9秒前
济慈发布了新的文献求助10
9秒前
FXL发布了新的文献求助10
9秒前
邓亦可完成签到,获得积分10
9秒前
乐乐的应助被zhoumeng采纳,获得10
10秒前
赘婿的应助被神奇高乐高采纳,获得10
10秒前
10秒前
123发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
molihuakai的应助被余杭村王小虎采纳,获得10
11秒前
极限001的应助被高高的忆山采纳,获得20
12秒前
12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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Sustainable Engineered Micro/Nanofibers and Hybrid Nanocomposites for Environmental Remediation 400
Ecotourism 400
Liquidus diagram and viscosity estimation in pseudo-binary system Li2B6O10–LiF 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8074205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9493172
关于积分的说明 21372763
捐赠科研通 7641885
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3399455
关于科研通互助平台的介绍 2529224
邀请新用户注册赠送积分活动 2438009