Hybrid high-performance oxygen reduction reaction Fe–N–C electrocatalyst for anion exchange membrane fuel cells

电催化剂 催化作用 质子交换膜燃料电池 阴极 离子交换 化学 可逆氢电极 纳米颗粒 离子 旋转圆盘电极 化学工程 无机化学 材料科学 电化学 纳米技术 电极 物理化学 工作电极 有机化学 工程类 循环伏安法
作者
Zubair Ahmed,Srinu Akula,Jekaterina Kozlova,Helle‐Mai Piirsoo,Kaupo Kukli,Arvo Kikas,Vambola Kisand,Maike Käärik,Jaan Leis,Alexey Treshchalov,Jaan Aruväli,Kaido Tammeveski
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:62: 849-858 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2024.03.055
摘要

Atomically dispersed active sites and hierarchical porosity in Fe–N–C catalyst materials are essential for efficient oxygen reduction reaction (ORR) electrocatalysis and effective mass transport, respectively. However, the majority of these catalysts fail to deliver outstanding electrocatalytic activity and stumble when used as cathode materials in fuel cells. Herein, we developed a catalyst with partially transformed metallic Fe into Fe-Nx sites embedded in the carbonaceous matrix, and its excellent electrocatalytic performance is attributed to the hybrid nanoparticles and built-in Fe-Nx site structures. The optimized Fe@Fe–N–C catalyst was tested for ORR performance both ex-situ using the rotating (ring)-disk electrode technique and in an anion exchange membrane fuel cell (AEMFC). The Fe@Fe–N–C electrocatalyst exhibited remarkably enhanced ORR activity in alkaline media with a half-wave potential of 0.822 V vs. reversible hydrogen electrode (RHE) and showed the maximum power density (Pmax) of 242 mW cm−2 in an AEMFC test, surpassing the peak power density obtained from the Pt/C cathode catalyst (Pmax = 220 mW cm−2) under H2–O2 conditions. Therefore, the study provides a promising prospect for designing improved, cost-effective, and noble metal-free electrocatalysts for achieving high performance in AEMFCs.
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
稳重乌冬面完成签到 ,获得积分10
2秒前
洸彦完成签到 ,获得积分10
3秒前
H-kevin.完成签到 ,获得积分10
4秒前
乐瑶发布了新的文献求助10
5秒前
秦梦瑶瑶完成签到,获得积分20
5秒前
是真的完成签到 ,获得积分10
6秒前
zzzzzzzz应助wen采纳,获得10
6秒前
李海平完成签到 ,获得积分10
8秒前
CYYDNDB完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
Luna爱科研完成签到 ,获得积分10
13秒前
Yep0672完成签到,获得积分10
16秒前
无奈醉柳完成签到 ,获得积分10
17秒前
天才小能喵完成签到 ,获得积分0
18秒前
温暖飞双完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
暖羊羊Y完成签到 ,获得积分10
22秒前
交个朋友完成签到 ,获得积分10
22秒前
靓丽的大娘完成签到,获得积分20
22秒前
wen完成签到,获得积分10
23秒前
脑洞疼应助秦梦瑶瑶采纳,获得10
25秒前
26秒前
26秒前
王多肉完成签到,获得积分10
28秒前
JamesPei应助符宇新采纳,获得10
28秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
29秒前
Graham完成签到,获得积分10
29秒前
32秒前
onevip完成签到,获得积分0
32秒前
哎呀完成签到 ,获得积分10
33秒前
Akim应助七人七采纳,获得10
33秒前
不想长大完成签到 ,获得积分10
37秒前
落忆完成签到 ,获得积分10
38秒前
roy_chiang完成签到,获得积分10
38秒前
等待的幼晴完成签到,获得积分10
40秒前
alan完成签到 ,获得积分10
44秒前
45秒前
48秒前
友好采蓝完成签到,获得积分10
49秒前
沙克几十块完成签到,获得积分10
49秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4008738
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3548380
关于积分的说明 11298823
捐赠科研通 3283051
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810290
邀请新用户注册赠送积分活动 885976
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811218