The electrocatalytic activity of pomelo peel-derived nitrogen-doped carbon material for oxygen reduction reaction

催化作用 氧还原反应 甲醇 碳纤维 化学 热解 氮气 金属 比表面积 电催化剂 化学工程 动力学 核化学 无机化学 材料科学 电化学 有机化学 电极 复合材料 物理化学 工程类 物理 复合数 量子力学
作者
Jingjing Yang,Shengbiao Zheng,Wenjing Tong,Tao Xiang,Jing Tang,Jiahao Guo
出处
期刊:Journal of Dispersion Science and Technology [Taylor & Francis]
卷期号:46 (10): 1633-1642
标识
DOI:10.1080/01932691.2024.2338373
摘要

Exploring the non-precious metal catalysts of oxygen reduction reaction (ORR) becomes the key to promote the industrialization of new energy devices such as fuel cells and metal-air batteries because of the sluggish kinetics of ORR. Three-dimensional N-doped carbon (NC-900) material was obtained using the high-temperature pyrolysis of pomelo peel waste. The prepared NC-900 catalyst possesses an ultra-high specific surface area of 1631.3 m2·g−1, high content of 57.7 ± 0.9% pyrrolic-N, and three-dimensional porous structure. As the ORR catalyst, NC-900 has a onset potential of 0.992 V and half-wave potential of 0.859 V, comparable to 0.988 and 0.872 V of Pt/C. The typical 4-electron pathway of ORR process is occupied by the surface of NC-900. The ORR catalytic activity of NC-900 was almost unaffected by methanol. After 8 h of continuous operation, the reduction current on the surface of NC-900 was decreased only 2.7% of the initial current. Based on these outstanding ORR performances, the pomelo peel-derived NC-900 can serve as a strong competitor for the substitute of Pt/C to promote the potential industrialization of new energy devices.
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