Versatile Strategy for Tuning ORR Activity of a Single Fe-N4 Site by Controlling Electron-Withdrawing/Donating Properties of a Carbon Plane

化学 催化作用 质子交换膜燃料电池 硫黄 极性效应 阴极 吸附 组合化学 氧还原反应 纳米技术 电化学 化学工程 碳纤维 物理化学 有机化学 电极 材料科学 工程类 复合材料 复合数
作者
Yeongdong Mun,Seong Gyu Lee,Kyeounghak Kim,Seongbeen Kim,Seung–Hyun Lee,Jeong Woo Han,Jin Woo Lee
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:141 (15): 6254-6262 被引量:513
标识
DOI:10.1021/jacs.8b13543
摘要

Replacement of Pt-based oxygen reduction reaction (ORR) catalysts with non-precious metal catalysts (NPMCs) such as Fe/N/C is one of the most important issues in the commercialization of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). Despite numerous studies on Fe/N/C catalysts, a fundamental study on the development of a versatile strategy is still required for tuning the kinetic activity of a single Fe-N4 site. Herein, we report a new and intuitive design strategy for tuning and enhancing the kinetic activity of a single Fe-N4 site by controlling electron-withdrawing/donating properties of a carbon plane with the incorporation of sulfur functionalities. The effect of electron-withdrawing/donating functionalities was elucidated by experimentation and theoretical calculations. Finally, the introduction of an oxidized sulfur functionality decreases the d-band center of iron by withdrawing electrons, thereby facilitating ORR at the Fe-N4 site by lowering the intermediate adsorption energy. Furthermore, this strategy can enhance ORR activity without a decrease in the stability of the catalyst. This simple and straightforward approach can be a cornerstone to develop optimum NPMCs for application in the cathodes of PEMFCs.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
大个应助bio采纳,获得10
刚刚
猴儿发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
汉堡包应助yuan采纳,获得10
3秒前
4秒前
zhangjin发布了新的文献求助10
5秒前
yanlei发布了新的文献求助10
5秒前
李li发布了新的文献求助10
7秒前
JamesPei应助DK-Ksss采纳,获得10
10秒前
小蘑菇应助联合工程采纳,获得10
12秒前
陈文文完成签到 ,获得积分10
12秒前
gjww应助猴儿采纳,获得10
15秒前
北极星给北极星的求助进行了留言
16秒前
17秒前
19秒前
ssw发布了新的文献求助10
20秒前
联合工程发布了新的文献求助10
21秒前
Robin发布了新的文献求助10
24秒前
联合工程完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
26秒前
27秒前
吹泡泡的红豆完成签到 ,获得积分10
27秒前
谦让山槐完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
大勺完成签到 ,获得积分10
30秒前
小高宽度发布了新的文献求助10
31秒前
32秒前
ssw完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
xjj发布了新的文献求助10
33秒前
DK-Ksss发布了新的文献求助10
34秒前
江泽完成签到,获得积分10
39秒前
医研丁真完成签到 ,获得积分10
40秒前
英俊的铭应助xjj采纳,获得10
40秒前
小甘看世界完成签到,获得积分10
40秒前
搜集达人应助从容的小凡采纳,获得10
41秒前
gjww应助Rright采纳,获得10
41秒前
搜集达人应助HGQ采纳,获得10
43秒前
44秒前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
The three stars each : the Astrolabes and related texts 550
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 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 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2398928
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2099906
关于积分的说明 5293858
捐赠科研通 1827590
什么是DOI,文献DOI怎么找? 911015
版权声明 560061
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486928