P-block single-metal-site tin/nitrogen-doped carbon fuel cell cathode catalyst for oxygen reduction reaction

催化作用 材料科学 质子交换膜燃料电池 阴极 氧气 金属 化学 化学工程 无机化学 化学吸附 碳纤维 铂金 有机化学 物理化学 复合材料 工程类 复合数
作者
Fang Luo,Aaron Roy,Luca Silvioli,David A. Cullen,Andrea Zitolo,Moulay Tahar Sougrati,Ismail Can Oğuz,Tzonka Mineva,Detre Teschner,Stephan Wagner,Wen Ju,Fabio Dionigi,Ulrike I. Kramm,Jan Rossmeisl,Frédéric Jaouen,Peter Strasser
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:19 (11): 1215-1223 被引量:409
标识
DOI:10.1038/s41563-020-0717-5
摘要

This contribution reports the discovery and analysis of a p-block Sn-based catalyst for the electroreduction of molecular oxygen in acidic conditions at fuel cell cathodes; the catalyst is free of platinum-group metals and contains single-metal-atom actives sites coordinated by nitrogen. The prepared SnNC catalysts meet and exceed state-of-the-art FeNC catalysts in terms of intrinsic catalytic turn-over frequency and hydrogen-air fuel cell power density. The SnNC-NH3 catalysts displayed a 40-50% higher current density than FeNC-NH3 at cell voltages below 0.7 V. Additional benefits include a highly favourable selectivity for the four-electron reduction pathway and a Fenton-inactive character of Sn. A range of analytical techniques combined with density functional theory calculations indicate that stannic Sn(IV)Nx single-metal sites with moderate oxygen chemisorption properties and low pyridinic N coordination numbers act as catalytically active moieties. The superior proton-exchange membrane fuel cell performance of SnNC cathode catalysts under realistic, hydrogen-air fuel cell conditions, particularly after NH3 activation treatment, makes them a promising alternative to today's state-of-the-art Fe-based catalysts.
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
1秒前
NexusExplorer应助认真的山芙采纳,获得10
2秒前
传奇3应助康康小兄弟采纳,获得10
2秒前
一叶扁舟0147完成签到,获得积分10
5秒前
巴晨慧完成签到,获得积分10
6秒前
小慧儿完成签到 ,获得积分10
6秒前
炫彩小陈发布了新的文献求助10
6秒前
Akim应助jiaheyuan采纳,获得10
7秒前
7秒前
琪凯定理完成签到,获得积分10
9秒前
蓝天应助咪咪采纳,获得20
11秒前
英勇的犀牛完成签到,获得积分10
12秒前
testmanfuxk完成签到,获得积分10
13秒前
Lalo发布了新的文献求助10
13秒前
想人陪的飞薇完成签到 ,获得积分10
13秒前
温柔酒窝发布了新的文献求助30
13秒前
pterionGao完成签到 ,获得积分0
14秒前
shelemi发布了新的文献求助10
15秒前
学术文献互助应助陈滚滚采纳,获得10
16秒前
16秒前
17秒前
英勇的犀牛关注了科研通微信公众号
20秒前
儒雅紫夏完成签到,获得积分10
20秒前
che2Bo完成签到,获得积分10
20秒前
花生完成签到 ,获得积分10
21秒前
loong完成签到,获得积分10
22秒前
年糕完成签到,获得积分10
26秒前
肥肠完成签到 ,获得积分20
26秒前
shelemi完成签到,获得积分10
27秒前
所所应助照相机采纳,获得10
28秒前
lsttt完成签到,获得积分10
29秒前
kuyedieky完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
余姓懒完成签到,获得积分10
30秒前
cyy1226完成签到,获得积分10
32秒前
Xue_wenqiang完成签到,获得积分10
33秒前
momo应助积极的凌波采纳,获得10
35秒前
ding应助sylvia采纳,获得10
36秒前
36秒前
36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
The Wiley Blackwell Companion to Diachronic and Historical Linguistics 3000
The impact of workplace variables on juvenile probation officers’ job satisfaction 1000
When the badge of honor holds no meaning anymore 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6282082
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8100954
关于积分的说明 16937889
捐赠科研通 5349116
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2843367
邀请新用户注册赠送积分活动 1820556
关于科研通互助平台的介绍 1677465