Ta–TiOx nanoparticles as radical scavengers to improve the durability of Fe–N–C oxygen reduction catalysts

催化作用 氧化剂 材料科学 纳米颗粒 质子交换膜燃料电池 氧气 激进的 耐久性 化学工程 铂金 化学 光化学 纳米技术 有机化学 复合材料 工程类
作者
Hua Xie,Xiaohong Xie,Guoxiang Hu,Venkateshkumar Prabhakaran,Sulay Saha,Lorelis González-López,Abhijit H. Phakatkar,Min Hong,Meiling Wu,Reza Shahbazian‐Yassar,Vijay Ramani,Mohamad Al‐Sheikhly,De‐en Jiang,Yuyan Shao,Liangbing Hu
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:7 (3): 281-289 被引量:183
标识
DOI:10.1038/s41560-022-00988-w
摘要

Highly active and durable platinum group metal-free catalysts for the oxygen reduction reaction, such as Fe–N–C materials, are needed to lower the cost of proton-exchange membrane fuel cells. However, their durability is impaired by the attack of oxidizing radicals such as ·OH and HO2· that form from incomplete reduction of O2 via H2O2. Here we demonstrate that Ta–TiOx nanoparticle additives protect Fe–N–C catalysts from such degradation via radical scavenging. The 5 nm Ta–TiOx nanoparticles were uniformly synthesized on a Ketjenblack substrate using a high-temperature pulse technique, forming the rutile TaO2 phase. We found that Ta–TiOx nanoparticles suppressed the H2O2 yield by 51% at 0.7 V in an aqueous rotating ring disk electrode test. After an accelerated durability test, a fuel cell prepared with the scavengers showed a current density decay of 3% at 0.9 ViR-free (internal resistance-compensated voltage); a fuel cell without scavengers showed 33% decay. Thus, addition of Ta–TiOx provides an active defence strategy to improve the durability of oxygen reduction reaction 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
科研通AI2S应助Baneyhua采纳,获得10
刚刚
刚刚
斯文败类应助橘子采纳,获得10
刚刚
Ava应助Dudadadaa采纳,获得10
2秒前
Bio应助歪歪象采纳,获得30
2秒前
2秒前
2秒前
难过千易发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
俭朴的小刺猬完成签到,获得积分20
4秒前
zy完成签到,获得积分10
4秒前
奋斗水香发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
Akim应助樊书南采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
二维码完成签到,获得积分20
6秒前
chen完成签到,获得积分10
6秒前
包容发布了新的文献求助20
7秒前
7秒前
9秒前
cc发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
sup发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
charint应助年轻尔丝采纳,获得10
11秒前
12秒前
橘子发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
慕雪发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
Rondab应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
DY发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 500
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4026072
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3565913
关于积分的说明 11350573
捐赠科研通 3296827
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1815901
邀请新用户注册赠送积分活动 890291
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 813466