Long-range order, short-range disorder: Engineering one-dimensional flow channel arrays with hierarchically porous reaction interfaces for electrocatalytic reduction of oxygen

曲折 多孔性 材料科学 动力学 电化学动力学 催化作用 纳米技术 化学动力学 氧气输送 大规模运输 输运现象 工作(物理) 化学工程 电化学 化学 电极 氧气 复合材料 机械 热力学 物理化学 工程类 物理 有机化学 量子力学 工程物理 生物化学
作者
Wendu Zhang,Chuangchuang Yang,Weiqi Liu,Huifen Wang,Shilin Wei,Jiawei Qi,Peiyao Bai,Bolin Jin,Lang Xu
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier]
卷期号:293: 120199-120199 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120199
摘要

Fuel cell performance depends heavily on electrochemical reaction kinetics and mass transport. Rapid kinetics requires high-activity catalysts while good mass transport demands efficient transport domains. Recent fundamental studies in these areas focus more on the improvement in catalyst activity, whereas the importance of mass transport should not be underestimated, which is the focal point of this work. Hierarchical pores are generally considered to be conducive to enhancing reaction kinetics and mass transport, but the degree of order of pore structures has a significant influence over the fuel cell performance. Herein, we introduce the concept of 'long-range order, short-range disorder' to design transport domains and reaction interfaces: dispensing with conventional microfabrication techniques, well-ordered, one-dimensional channel arrays are constructed using vascular bundles of natural material, capable of decreasing tortuosity, increasing porosity, optimizing reactant distribution and thus minimizing concentration losses; further, intrinsic biominerals and tissues of organisms existing on the inner and outer walls of channel arrays are harnessed to form hierarchically porous domains, that is, raising the roughness of reaction interfaces by increasing the degree of short-range disorder. The combination of one-dimensional flow channels (long-range order) and hierarchically porous reaction interfaces (short-range disorder), analogous to blood vessels composed of arteries/veins and capillaries, ensures the optimization of mass transport and catalytic kinetics, leading to an electrocatalytic oxygen reduction performance enhancement over a wide array of biomass-derived carbonaceous materials. Accordingly, this work provides inspiration for finding the right balance between mass transport and reaction kinetics from an order perspective.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
fls221发布了新的文献求助10
1秒前
活泼新儿发布了新的文献求助10
5秒前
开心的大娘完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
蔡姬发布了新的文献求助10
9秒前
水沝完成签到 ,获得积分10
9秒前
纯真的冰蓝完成签到 ,获得积分10
10秒前
MOON完成签到,获得积分10
11秒前
1332117762完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
刑不上院士,礼不下博士完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
科研通AI2S应助YA采纳,获得10
18秒前
豪的花花完成签到,获得积分10
18秒前
epmoct完成签到 ,获得积分10
18秒前
Aiden完成签到,获得积分10
19秒前
夜游的鱼发布了新的文献求助10
19秒前
结实的元灵完成签到,获得积分10
19秒前
袁青欣完成签到 ,获得积分10
23秒前
阿狸发布了新的文献求助10
23秒前
冷傲凝琴完成签到,获得积分10
24秒前
Jasper应助雪上一枝蒿采纳,获得10
24秒前
onlooker完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
HERACLE完成签到 ,获得积分20
30秒前
陈林发布了新的文献求助10
31秒前
Monica完成签到,获得积分10
31秒前
32秒前
chenlike发布了新的文献求助30
34秒前
开心的谷兰完成签到,获得积分10
35秒前
畅快的眼神完成签到 ,获得积分10
36秒前
阿玖完成签到 ,获得积分10
36秒前
yuncong323完成签到,获得积分10
36秒前
狂野的白开水完成签到 ,获得积分10
37秒前
38秒前
飘逸翠柏完成签到 ,获得积分10
39秒前
勤恳白云完成签到,获得积分20
41秒前
WittingGU完成签到,获得积分10
44秒前
陈强完成签到,获得积分10
48秒前
阿狸完成签到 ,获得积分10
50秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
A Chronicle of Small Beer: The Memoirs of Nan Green 1000
From Rural China to the Ivy League: Reminiscences of Transformations in Modern Chinese History 900
Migration and Wellbeing: Towards a More Inclusive World 900
Eric Dunning and the Sociology of Sport 850
QMS18Ed2 | process management. 2nd ed 800
Operative Techniques in Pediatric Orthopaedic Surgery 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2913529
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2550484
关于积分的说明 6900815
捐赠科研通 2213543
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1176471
版权声明 588255
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 576125