Unravelling the Stability Stressors of Atomically Dispersed Fe–N–C Oxygen Reduction Catalysts

化学 催化作用 降级(电信) 氧气 碳纤维 氧还原 活性氧 化学稳定性 化学工程 氧化还原 无机化学 阴极保护 燃料电池 小学(天文学) 选择性催化还原 激进的 活性氧
作者
Xiaohong Xie,Boyang Li,Pan Xu,Moulay Tahar Sougrati,Ricardo García‐Serres,David A. Cullen,A. Jeremy Kropf,Fan Xia,Miao Song,Sulay Saha,Yachao Zeng,Mark Engelhard,Mark Bowden,Hanguang Zhang,Litao Yan,Teresa Lemmon,Xiaohong S. Li,Ulises Martinez,Yingwen Cheng,Gang Wu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (52): 48117-48126 被引量:6
标识
DOI:10.1021/jacs.5c15451
摘要

Enhancing the catalytic stability of Fe–N–C catalysts for cathodic oxygen reduction in proton-exchange membrane fuel cells (PEMFCs) necessitates an in-depth understanding of their degradation mechanisms. This study identifies key stressors affecting the stability of Fe–N–C catalysts, specifically acidic environment, oxygen (O2), and reactive oxygen species (ROS). Through ex situ/operando experiments, we show that the oxidation of local carbon by acidic environment + O2 + ROS, along with the demetalation of catalytic FeNxCy sites by O2 or O2 + ROS, is the primary factor responsible for the initial fast degradation of Fe–N–C catalysts. The demetalation of FeNxCy sites, influenced by O2, in particular by O2 + ROS, leads to the subsequent gradual degradation of Fe–N–C. Notably, FeN4C12-type active sites are more susceptible to demetalation than FeN4C10-type sites in O2 or O2 + ROS. Our findings indicate that, besides constructing more stable FeNxCy sites, preventing local carbon oxidation and scavenging of ROS are all critical for maintaining the stability of Fe–N–C 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
qq完成签到,获得积分10
刚刚
混子发布了新的文献求助10
刚刚
咎如天发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
Criminology34应助陈大浩浩采纳,获得10
2秒前
晨晓发布了新的文献求助10
2秒前
Discovery完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
我是老大应助性感的大炮采纳,获得10
4秒前
4秒前
zhuzhu发布了新的文献求助10
5秒前
寂寞的香魔完成签到 ,获得积分10
5秒前
April完成签到 ,获得积分0
5秒前
5秒前
5秒前
123完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
lebron给lebron的求助进行了留言
6秒前
逍遥游发布了新的文献求助10
7秒前
lxy发布了新的文献求助10
7秒前
Shawn发布了新的文献求助10
7秒前
lumos完成签到,获得积分10
8秒前
liii发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
幽默的雁风完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
菜菜爸爸发布了新的文献求助10
10秒前
Owen应助青屿采纳,获得10
11秒前
赘婿应助Shawn采纳,获得10
11秒前
13秒前
zz完成签到,获得积分10
13秒前
tengfly发布了新的文献求助10
13秒前
老迟到的百合完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
16秒前
zz发布了新的文献求助30
16秒前
科研通AI6.2应助淡然贞采纳,获得10
16秒前
17秒前
YAMABUKI完成签到,获得积分10
17秒前
丘比特应助肉卷采纳,获得10
18秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7254562
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8876622
关于积分的说明 18742611
捐赠科研通 6935082
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200159
关于科研通互助平台的介绍 2374821
邀请新用户注册赠送积分活动 2175117