Facile strategy to synthesize hierarchical porous carbon encapsulated Fe/Fe3C nanocomposites toward efficient oxygen reduction reaction

纳米复合材料 多孔性 氧还原反应 碳纤维 氧还原 材料科学 化学工程 氧气 还原(数学) 纳米技术 化学 复合材料 有机化学 复合数 电化学 工程类 电极 物理化学 几何学 数学
作者
Jie Zhang,Mengwei Li,Qilong Ye,Peng Rao,Sanying Hou,Guanghua Wang,Yijie Deng,Xinlong Tian
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:935: 168069-168069 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2022.168069
摘要

The design of a scale, high-efficiency and low-cost strategy to prepare high performance Fe-N-C oxygen reduction reaction (ORR) catalyst is crucial to drive commercial application of fuel cells. Herein, this work has reported a facile and scale solid-state synthesis approach for hierarchical porous Fe-N-C oxygen reduction catalyst enriched with graphite carbon layer encapsulated Fe/Fe 3 C nanoparticles and Fe-N x sites nanocomposites, in which m-phenylenediamine was employed as precursor with melamine as etch agent in the case of FeCl 3 . Benefiting from high surface area, multiscale porous structure, and the synergistic effect between Fe/Fe 3 C nanoparticles and Fe-N x sites, the resulting optimal electrocatalyst (Fe-mela-mPD-N-C) display distinguished oxygen reaction activity with half-wave potential of 0.86 V and kinetic current densities( J k ) up to 7.08 mA·cm -2 at 0.85 V in 0.1 M KOH, which is 50 mV higher than and 4.3 times as large as those of the commercial Pt/C, respectively; furthermore, it yields a low yield of H 2 O 2 % (<5%), 4-electron transfer pathway and good stability. A facile and scale solid-state synthesis approach has been proposed to prepare hierarchical porous Fe-N-C oxygen reduction catalyst enriched with graphite carbon layer encapsulated Fe/Fe 3 C nanoparticles and Fe-N x site nanocomposites. The optimal electrocatalyst (Fe-mela-mPD-N-C) display distinguished oxygen reaction activity with half-wave potential of 0.86 V in 0.1 M KOH, which is 50 mV higher than that of the commercial Pt/C catalyst. Furthermore, it yields a low yield of H 2 O 2 % (<5%), 4-electron transfer pathway and good stability. • Fe/Fe 3 C nanoparticles embedded in multiscale porous Fe-N-C electrocatalyst via a solid-state synthesis approach is prepared. • The introduction of melamine plays a crucial role in the formation of multiscale porous structure and highly active sites (Fe-N x and pyridinic N). • The as-prepared Fe-mela-mPD-N-C catalyst achieves higher ORR activity than commercial Pt/C in 0.1 M KOH.
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
刚刚
stevenli完成签到 ,获得积分10
刚刚
谦让的雪枫完成签到 ,获得积分10
1秒前
夏从真发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
兴奋渊思完成签到 ,获得积分10
2秒前
敢敢发布了新的文献求助10
2秒前
谷明洋完成签到,获得积分10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
星辰大海应助tl采纳,获得10
3秒前
英俊的铭应助可爱的柜子采纳,获得10
3秒前
小心超人发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.2应助皮皮李采纳,获得10
3秒前
二狗完成签到 ,获得积分10
4秒前
田田完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
爆米花应助童童采纳,获得10
6秒前
诚心文博发布了新的文献求助10
9秒前
斯文败类应助全宝林采纳,获得10
10秒前
库里力完成签到 ,获得积分10
11秒前
开放的笙完成签到,获得积分10
11秒前
cjq完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
张静枝完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
RA000完成签到,获得积分10
13秒前
王cc发布了新的文献求助10
13秒前
penguinxqe完成签到,获得积分10
14秒前
大个应助futong采纳,获得10
15秒前
jun完成签到,获得积分10
15秒前
安详的寻菱完成签到,获得积分10
15秒前
songmt1988完成签到,获得积分10
15秒前
huiguo发布了新的文献求助10
16秒前
NexusExplorer应助Aqua采纳,获得10
17秒前
17秒前
17秒前
万能图书馆应助penguinxqe采纳,获得10
18秒前
击剑男孩发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Hope Teacher Rating Scale 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Death Without End: Korea and the Thanatographics of War 500
Der Gleislage auf der Spur 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6092981
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7923151
关于积分的说明 16402715
捐赠科研通 5224791
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2792868
邀请新用户注册赠送积分活动 1775603
关于科研通互助平台的介绍 1650103