Iron‐Free Cathode Catalysts for Proton‐Exchange‐Membrane Fuel Cells: Cobalt Catalysts and the Peroxide Mitigation Approach

质子交换膜燃料电池 催化作用 材料科学 化学工程 碳纤维 铂金 阴极 氧还原反应 无机化学 金属 电化学 纳米技术 电极 化学 有机化学 复合材料 冶金 物理化学 工程类 复合数 生物化学
作者
Xiao Xia Wang,Venkateshkumar Prabhakaran,Yanghua He,Yuyan Shao,Gang Wu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:31 (31) 被引量:299
标识
DOI:10.1002/adma.201805126
摘要

Abstract High‐performance and inexpensive platinum‐group‐metal (PGM)‐free catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) in challenging acidic media are crucial for proton‐exchange‐membrane fuel cells (PEMFCs). Catalysts based on Fe and N codoped carbon (Fe–N–C) have demonstrated promising activity and stability. However, a serious concern is the Fenton reactions between Fe 2+ and H 2 O 2 generating active free radicals, which likely cause degradation of the catalysts, organic ionomers within electrodes, and polymer membranes used in PEMFCs. Alternatively, Co–N–C catalysts with mitigated Fenton reactions have been explored as a promising replacement for Fe and PGM catalysts. Therefore, herein, the focus is on Co–N–C catalysts for the ORR relevant to PEMFC applications. Catalyst synthesis, structure/morphology, activity and stability improvement, and reaction mechanisms are discussed in detail. Combining experimental and theoretical understanding, the aim is to elucidate the structure–property correlations and provide guidance for rational design of advanced Co catalysts with a special emphasis on atomically dispersed single‐metal‐site catalysts. In the meantime, to reduce H 2 O 2 generation during the ORR on the Co catalysts, potential strategies are outlined to minimize the detrimental effect on fuel cell durability.

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
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
荣幸完成签到 ,获得积分10
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
夕阳下仰望完成签到 ,获得积分10
31秒前
pengyh8完成签到 ,获得积分10
38秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
39秒前
孤独剑完成签到 ,获得积分10
40秒前
欧阳完成签到 ,获得积分10
44秒前
欣喜的人龙完成签到 ,获得积分10
53秒前
wwe完成签到,获得积分10
56秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
59秒前
张图门完成签到 ,获得积分10
1分钟前
双青豆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
研友_LmVygn完成签到 ,获得积分10
1分钟前
阿尔法贝塔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
马成双完成签到 ,获得积分10
1分钟前
大佬完成签到 ,获得积分10
1分钟前
二号宋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ALU完成签到 ,获得积分10
1分钟前
DiJia完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
ding应助Mason采纳,获得10
1分钟前
宋熠均完成签到,获得积分10
1分钟前
又又完成签到,获得积分0
1分钟前
静待花开完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
开心完成签到 ,获得积分10
1分钟前
笨笨忘幽完成签到,获得积分0
1分钟前
anz完成签到 ,获得积分10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
CLTTT完成签到,获得积分0
2分钟前
andre20完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Young完成签到 ,获得积分10
2分钟前
huluwa完成签到,获得积分10
2分钟前
不如看海完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Leo完成签到 ,获得积分10
2分钟前
changfox完成签到,获得积分10
2分钟前
初昀杭完成签到 ,获得积分10
2分钟前
柯彦完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
化妆品原料学 1000
小学科学课程与教学 500
Study and Interlaboratory Validation of Simultaneous LC-MS/MS Method for Food Allergens Using Model Processed Foods 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5645043
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4767343
关于积分的说明 15026174
捐赠科研通 4803440
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2568305
邀请新用户注册赠送积分活动 1525684
关于科研通互助平台的介绍 1485247