In Situ Nitrogen Infiltration into an Ordered Pt3Co Alloy with sp–d Hybridization to Boost Fuel Cell Performance

原位 材料科学 催化作用 渗透(HVAC) 合金 氮气 燃料电池 化学工程 化学 冶金 复合材料 有机化学 工程类
作者
Mengzhao Zhu,Huijuan Zhang,Yanmin Hu,Fangyao Zhou,Xiaoping Gao,Dayin He,Xuyan Zhao,Chao Zhao,Jing Wang,Wenan Tie,Xiaoyan Tian,Bo Wang,Tao Yao,Huang Zhou,Zhe Wang,Jin Wang,Wenxin Guo,Yuen Wu
出处
期刊:ACS Catalysis 卷期号:14 (8): 5858-5867
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c06223
摘要

Reducing the dosage of Pt while achieving high activity and stability remains a significant challenge in developing a cathode catalyst for the H2/air-fed fuel cell. Here, we employed N-doped carbon derived from small organic molecules as N sources to prepare a fully N-doped ordered Pt3Co catalyst (IM-Pt3CoN) for the oxygen reduction reaction (ORR). This unique approach precisely controls the in situ capture of N atoms during the high-temperature alloying process of ordered Pt3Co nanoparticles (NPs), allowing full interstitial doping of N atoms within the gaps of Pt3Co intermetallic nanocrystals. The nitrogen-implanted IM-Pt3Co with increased vacancy formation energy of Pt/Co and optimized d band can restrain the tendency of Pt/Co dissolution and weaken the binding of oxygenated species, leading to improved ORR activity and durability. Remarkably, the IM-Pt3CoN catalyst demonstrated high performance in the H2–O2 fuel cell (a high power density of 2.4 W cm–2, 1.21 A/mgPt for mass activity (MA)) and enhanced stability (78.7% MA retained after 30k voltage cycles). Furthermore, in practical H2–air fuel cell tests, a peak power density of 1.01 W cm–2 and a voltage loss of only 28 mV at 0.8 A cm–2 after an accelerated durability test (ADT) can be achieved. These performance indicators exceed the Department of Energy (DOE) 2025 fuel cell technical targets.
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
gavinppp发布了新的文献求助10
刚刚
Lemon完成签到,获得积分10
刚刚
等待的谷波完成签到 ,获得积分10
刚刚
2秒前
嗯哼应助Leayu采纳,获得10
2秒前
乂氼完成签到,获得积分10
2秒前
小怪兽发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
陶醉大侠完成签到,获得积分10
5秒前
cxy完成签到,获得积分10
6秒前
dgfhg发布了新的文献求助10
7秒前
CipherSage应助gavinppp采纳,获得10
7秒前
9秒前
9秒前
干净傲霜发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
11秒前
晨曦发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
15秒前
干净傲霜完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
JHGG应助Edward采纳,获得10
17秒前
21秒前
22秒前
26秒前
调研昵称发布了新的文献求助10
29秒前
想多睡会儿完成签到,获得积分10
30秒前
嘿嘿江完成签到 ,获得积分10
31秒前
伶俐的从菡完成签到,获得积分10
31秒前
ffff完成签到 ,获得积分10
31秒前
子焱完成签到 ,获得积分10
32秒前
积极的小馒头应助倒影采纳,获得10
35秒前
王木木完成签到,获得积分10
35秒前
留胡子的思真完成签到,获得积分20
36秒前
velen完成签到,获得积分10
37秒前
Ava应助美满的咖啡豆采纳,获得10
38秒前
会飞的鹦鹉完成签到 ,获得积分10
40秒前
SSSSYYYY完成签到,获得积分10
40秒前
高分求助中
LNG地上式貯槽指針 (JGA指 ; 108) 1000
LNG地下式貯槽指針(JGA指-107)(LNG underground storage tank guidelines) 1000
Generalized Linear Mixed Models 第二版 1000
Preparation and Characterization of Five Amino-Modified Hyper-Crosslinked Polymers and Performance Evaluation for Aged Transformer Oil Reclamation 700
Operative Techniques in Pediatric Orthopaedic Surgery 510
九经直音韵母研究 500
Full waveform acoustic data processing 500
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 2927734
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2576992
关于积分的说明 6955197
捐赠科研通 2227680
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1184020
版权声明 589370
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 579380