Interface engineering of plasmonic induced Fe/N/C-F catalyst with enhanced oxygen catalysis performance for fuel cells application

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作者
Xue Yin,Ligang Feng,Wen Yang,Yuanxi Zhang,Haiyan Wu,Le Yang,Lei Zhou,Lin Gan,Shaorui Sun
出处
期刊:Nano Research [Springer Nature]
卷期号:15 (3): 2138-2146 被引量:28
标识
DOI:10.1007/s12274-021-3850-9
摘要

The low intrinsic activity of Fe/N/C oxygen catalysts restricts their commercial application in the fuel cells technique; herein, we demonstrated the interface engineering of plasmonic induced Fe/N/C-F catalyst with primarily enhanced oxygen reduction performance for fuel cells applications. The strong interaction between F and Fe-N4 active sites modifies the catalyst interfacial properties as revealed by X-ray absorption structure spectrum and density functional theory calculations, which changes the electronic structure of Fe-N active site resulting from more atoms around the active site participating in the reaction as well as super-hydrophobicity from C-F covalent bond. The hybrid contribution from active sites and carbon support is proposed to optimize the three-phase microenvironment efficiently in the catalysis electrode, thereby facilitating efficient oxygen reduction performance. High catalytic performance for oxygen reduction and fuel cells practical application catalyzed by Fe/N/C-F catalyst is thus verified, which offers a novel catalyst system for fuel cells technique.
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