Facilitating the acidic oxygen reduction of Fe–N–C catalysts by fluorine-doping

催化作用 碳纤维 微型多孔材料 吸附 材料科学 质子交换膜燃料电池 比表面积 兴奋剂 化学工程 活性炭 打赌理论 无机化学 化学 有机化学 冶金 复合材料 工程类 复合数 光电子学
作者
Xiafang Tao,Ruihu Lu,Lingmei Ni,Vladislav Gridin,Samir H. Al‐Hilfi,Zijie Qiu,Yan Zhao,Ulrike I. Kramm,Yazhou Zhou,Kläus Müllen
出处
期刊:Materials horizons [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:9 (1): 417-424 被引量:47
标识
DOI:10.1039/d1mh01307f
摘要

As the alternatives to expensive Pt-based materials for the oxygen reduction reaction (ORR), iron/nitrogen co-doped carbon catalysts (FeNC) with dense FeNx active sites are promising candidates to promote the commercialization of proton exchange membrane fuel cells. Herein, we report a synthetic approach using perfluorotetradecanoic acid (PFTA)-modified metal-organic frameworks as precursors for the synthesis of fluorine-doped FeNC (F-FeNC) with improved ORR performance. The utilization of PFTA surfactants causes profound changes of the catalyst structure including F-doping into graphitic carbon, increased micropore surface area and Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area (up to 1085 m2 g-1), as well as dense FeNx sites. The F-FeNC catalyst exhibits an improved ORR activity with a high E1/2 of 0.83 V (VS. RHE) compared to the pristine FeNC material (E1/2 = 0.80 V). A fast decay occurs in the first 10 000 potential cycles for the F-FeNC catalyst, but high durability is still maintained up to another 50 000 cycles. Density functional theory calculations reveal that the strongly withdrawing fluorine atoms doped on the graphitic carbon can optimize the electronic structure of the FeNx active center and decrease the adsorption energy of ORR intermediates.
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
1秒前
xtlx完成签到,获得积分10
1秒前
Akim应助秋葵拌饭采纳,获得10
1秒前
xpqiu完成签到,获得积分10
3秒前
优雅醉山发布了新的文献求助10
5秒前
方方完成签到,获得积分10
5秒前
ZZ发布了新的文献求助10
5秒前
研友_VZG7GZ应助Ming采纳,获得10
6秒前
6秒前
whx发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
李爱国应助lewis采纳,获得10
14秒前
14秒前
付佳佳完成签到,获得积分10
15秒前
Owen应助陈豆豆采纳,获得10
15秒前
ZZ完成签到,获得积分20
17秒前
zlh完成签到,获得积分10
17秒前
123发布了新的文献求助10
18秒前
慕青应助蘑菇腿采纳,获得10
18秒前
whx完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
xr发布了新的文献求助10
21秒前
左眼天堂完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
23秒前
23秒前
Lee完成签到,获得积分10
23秒前
大个应助zlh采纳,获得10
24秒前
24秒前
SciGPT应助CYC采纳,获得10
24秒前
24秒前
Nothing1024完成签到,获得积分10
26秒前
秋葵拌饭发布了新的文献求助10
27秒前
范同学发布了新的文献求助10
28秒前
Ninini完成签到,获得积分10
28秒前
汉堡包应助少年啊采纳,获得10
28秒前
夏天的小沐沐完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
31秒前
DH完成签到,获得积分10
33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
Eric Dunning and the Sociology of Sport 850
QMS18Ed2 | process management. 2nd ed 800
Operative Techniques in Pediatric Orthopaedic Surgery 510
The Making of Détente: Eastern Europe and Western Europe in the Cold War, 1965-75 500
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 2914420
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2552059
关于积分的说明 6905427
捐赠科研通 2214454
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1176986
版权声明 588321
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 576294