Polypyrrole derived carbon nanotube aerogel based single-site Fe-N-C catalyst with superior ORR activity and durability

聚吡咯 气凝胶 催化作用 碳纳米管 耐久性 材料科学 化学工程 碳纤维 纳米管 纳米技术 化学 复合材料 有机化学 聚合物 复合数 聚合 工程类
作者
Yuan Jiang,Haili Xu,Ben Ma,Zexin Zhang,Yingke Zhou
出处
期刊:Fuel [Elsevier]
卷期号:366: 131404-131404 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.fuel.2024.131404
摘要

Single-atom catalysts maximize atomic utilization efficiency while providing tunable active sites, making them promising candidates for replacing expensive noble metals in electrochemical reactions. However, isolated metal atoms tend to aggregate irreversibly due to high surface energy, deteriorating both activity and durability. Herein, we report a single-site Fe-N-C oxygen reduction reaction (ORR) catalyst synthesized by pyrolyzing an iron-loaded polypyrrole aerogel precursor. The resultant Fe-N-C catalyst comprises crosslinked nitrogen-doped carbon nanotubes with high specific surface area and abundant mesopores. Compared to commercial Pt/C, it demonstrates remarkable improvements in half-wave potential (0.81 V vs 0.84 V) and limiting current density (4.31 mA cm−2 vs 4.8 mA cm−2) for ORR. Stability and methanol tolerance tests further verify excellent durability under alkaline conditions. Crucially, by applying this Fe-N-C catalyst in anion exchange membrane fuel cells, outstanding peak power density of 150 mW cm−2 is achieved, outperforming commercial Pt/C cathodes (127 mW cm−2). Our single-site catalyst provides a promising strategy to develop durable and active non-precious metal ORR electrocatalysts through rational aerogel precursor design and pyrolysis.
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
所所应助NM采纳,获得10
1秒前
Miao0603完成签到,获得积分10
2秒前
不配.应助猫丫采纳,获得20
2秒前
研友_VZG7GZ应助柯同采纳,获得10
2秒前
小二郎应助liurenmm采纳,获得10
3秒前
木头羊完成签到,获得积分10
3秒前
今后应助Ash采纳,获得10
5秒前
6秒前
稳重的若雁应助pqq1987pqq采纳,获得10
7秒前
ssz完成签到 ,获得积分10
7秒前
Aqua完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
dbndlk完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
不配.应助筋筋子采纳,获得20
10秒前
10秒前
11秒前
LZY发布了新的文献求助10
12秒前
sin_Lee发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
相宜完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
唐同学完成签到,获得积分10
14秒前
梦断奈何完成签到 ,获得积分10
14秒前
Negan完成签到,获得积分10
15秒前
sz发布了新的文献求助10
15秒前
正直的妍完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
眯眯眼的电脑完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
阿鹿发布了新的文献求助10
16秒前
魔笛的云宝完成签到,获得积分10
17秒前
Ricky完成签到,获得积分10
17秒前
万能图书馆应助LZY采纳,获得10
17秒前
17秒前
Ash发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
Clover04给Ralmia的求助进行了留言
19秒前
19秒前
20秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
Classics in Total Synthesis IV 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3144039
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2795729
关于积分的说明 7816229
捐赠科研通 2451740
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1304659
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627286
版权声明 601419