An efficient nickel hydrogen oxidation catalyst for hydroxide exchange membrane fuel cells

催化作用 氢氧化物 化学吸附 材料科学 无机化学 X射线光电子能谱 质子交换膜燃料电池 纳米颗粒 化学工程 电化学 交换电流密度 碱性燃料电池 铂金 氢燃料 碳纤维 化学 纳米技术 离子交换 电极 物理化学 复合数 冶金 有机化学 塔菲尔方程 复合材料 离子 工程类
作者
Weiyan Ni,Teng Wang,Florent Héroguel,Anna Krammer,Seunghwa Lee,Liang Yao,Andreas Schüler,Jeremy S. Luterbacher,Yushan Yan,Xile Hu
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:21 (7): 804-810 被引量:214
标识
DOI:10.1038/s41563-022-01221-5
摘要

The hydroxide exchange membrane fuel cell (HEMFC) is a promising energy conversion technology but is limited by the need for platinum group metal (PGM) electrocatalysts, especially for the hydrogen oxidation reaction (HOR). Here we report a Ni-based HOR catalyst that exhibits an electrochemical surface area-normalized exchange current density of 70 μA cm–2, the highest among PGM-free catalysts. The catalyst comprises Ni nanoparticles embedded in a nitrogen-doped carbon support. According to X-ray and ultraviolet photoelectron spectroscopy as well as H2 chemisorption data, the electronic interaction between the Ni nanoparticles and the support leads to balanced hydrogen and hydroxide binding energies, which are the likely origin of the catalyst’s high activity. PGM-free HEMFCs employing this Ni-based HOR catalyst give a peak power density of 488 mW cm–2, up to 6.4 times higher than previous best-performing analogous HEMFCs. This work demonstrates the feasibility of efficient PGM-free HEMFCs. Hydroxide exchange membrane fuel cells are promising as an energy conversion technology, but require platinum group metal electrocatalysts for their application. A Ni-based hydrogen oxidation reaction catalyst is now shown to exhibit unprecedented electrochemical performance.
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
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
刚刚
Ava应助666采纳,获得10
刚刚
buzhidao完成签到,获得积分10
1秒前
含蓄思远完成签到,获得积分10
1秒前
happyou发布了新的文献求助10
3秒前
不吃榴莲完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
今后应助buzhidao采纳,获得10
4秒前
嘴嘴完成签到,获得积分10
5秒前
zls完成签到,获得积分10
5秒前
蘑菇Mo完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
F冯完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
从容盼山应助zls采纳,获得10
9秒前
莫之白发布了新的文献求助10
11秒前
lynn发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
pt发布了新的文献求助10
13秒前
领导范儿应助111采纳,获得10
13秒前
充电宝应助www采纳,获得10
13秒前
赵正洁发布了新的文献求助10
13秒前
狂野石头发布了新的文献求助50
13秒前
英俊的铭应助wanglidong采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
时尚的冰棍儿完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
莫之白完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
huan发布了新的文献求助10
17秒前
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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 2000
Standard: In-Space Storable Fluid Transfer for Prepared Spacecraft (AIAA S-157-2024) 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
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 5949030
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7120212
关于积分的说明 15914589
捐赠科研通 5082170
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2732391
邀请新用户注册赠送积分活动 1692845
关于科研通互助平台的介绍 1615544