Synergy between Intermetallic Pt Alloy and Porous Co–N4 Carbon Nanofibers Enables Durable Fuel Cells with Low Mass Transport Resistance

质子交换膜燃料电池 金属间化合物 材料科学 纳米纤维 催化作用 化学工程 离聚物 多孔性 静电纺丝 阴极 碳纤维 碳纳米纤维 合金 复合材料 化学 碳纳米管 有机化学 共聚物 聚合物 物理化学 复合数 工程类
作者
Jiaoyang Lai,Shaoqing Chen,Xuan Liu,Xiaoyu Yan,Zhuhuang Qin,Linfeng Xie,Zijie Lin,Zhao Cai,Yupei Zhao,Hsing‐Lin Wang,Yunhui Huang,Qing Li
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (18): 11996-12006 被引量:47
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c02152
摘要

The complex chemical environments and strictly limited mass transport in the catalytic layer (CL) of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) seriously hinder their performance. In this study, a one-dimensional atomically dispersed Co–N4/C porous carbon nanofiber (Co–N–PCNF) supported intermetallic L10-PtCo nanoparticle is developed as an advanced PEMFC cathode via electrospinning. Thanks to the suitable pore structure and homogeneous ionomer distribution, this unique CL exhibits an excellent pressure-independent oxygen transport resistance (RO2PI = 0.0321 s cm–1) and favorable ionomer-catalyst contact (92% dry proton accessibility) in an H2–air fuel cell. It also reveals a high initial mass activity (0.61 A mgPt–1) and extraordinary durability with MA retention of 99 and 73% after 50,000 and 100,000 cycles, respectively, exceeding the U.S. DOE 2025 targets and representing one of the most durable fuel cell catalysts ever reported. Density function theory calculations reveal that the rapid migration and decomposition of H2O2 from the Co–N4 site to L10-PtCo is the key to the accelerated oxygen reduction kinetics and the stronger binding between Co–N–PCNF and L10-PtCo compared to carbon support accounts for the much improved stability.
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
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
Mia233完成签到 ,获得积分10
6秒前
EE5577完成签到,获得积分10
8秒前
Lorry完成签到 ,获得积分10
11秒前
小机灵完成签到,获得积分10
14秒前
天边的云彩完成签到,获得积分10
15秒前
EvianLee完成签到 ,获得积分10
16秒前
lx完成签到,获得积分10
17秒前
欧大大完成签到,获得积分10
20秒前
搜集达人应助xuxu213采纳,获得10
22秒前
小程同学完成签到 ,获得积分10
24秒前
三清小爷完成签到,获得积分10
27秒前
陈春春关注了科研通微信公众号
28秒前
丽莫莫完成签到,获得积分10
29秒前
风格完成签到,获得积分10
31秒前
每天开心完成签到,获得积分10
33秒前
www完成签到 ,获得积分10
34秒前
maun222完成签到,获得积分10
36秒前
社牛小柯完成签到 ,获得积分10
39秒前
开心完成签到,获得积分10
39秒前
Alister完成签到 ,获得积分10
42秒前
小石榴爸爸完成签到 ,获得积分0
44秒前
SONGYEZI完成签到,获得积分0
45秒前
ccm完成签到 ,获得积分10
47秒前
如意葶完成签到 ,获得积分10
47秒前
煲煲煲仔饭完成签到 ,获得积分10
52秒前
缓慢的听枫完成签到,获得积分10
53秒前
梅梅完成签到 ,获得积分10
57秒前
Dreammy完成签到,获得积分10
59秒前
孑然完成签到 ,获得积分10
1分钟前
木木 12完成签到,获得积分10
1分钟前
phymatstone完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Yonckham完成签到,获得积分10
1分钟前
欢呼归尘完成签到,获得积分10
1分钟前
Yivano完成签到 ,获得积分10
1分钟前
美满的雁桃完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lyra1111完成签到,获得积分10
1分钟前
初见完成签到 ,获得积分10
1分钟前
d_fishier完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Dr-Luo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7252936
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8875060
关于积分的说明 18734558
捐赠科研通 6933484
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199826
关于科研通互助平台的介绍 2374606
邀请新用户注册赠送积分活动 2174506