Chemical vapour deposition of Fe–N–C oxygen reduction catalysts with full utilization of dense Fe–N4 sites

催化作用 质子交换膜燃料电池 材料科学 铂金 化学 化学气相沉积 基质(水族馆) 氧气 无机化学 纳米技术 有机化学 海洋学 地质学
作者
Jiao Li,Jingkun Li,Lynne LaRochelle Richard,Qiang Sun,Thomas Stracensky,Ershuai Liu,Moulay Tahar Sougrati,Zipeng Zhao,Fan Yang,Sichen Zhong,Hui Xu,Sanjeev Mukerjee,Yu Huang,David A. Cullen,Jae Hyung Park,Magali Ferrandon,Deborah J. Myers,Frédéric Jaouen,Qingying Jia
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:20 (10): 1385-1391 被引量:348
标识
DOI:10.1038/s41563-021-01030-2
摘要

Replacing scarce and expensive platinum (Pt) with metal-nitrogen-carbon (M-N-C) catalysts for the oxygen reduction reaction in proton exchange membrane fuel cells has largely been impeded by the low oxygen reduction reaction activity of M-N-C due to low active site density and site utilization. Herein, we overcome these limits by implementing chemical vapour deposition to synthesize Fe-N-C by flowing iron chloride vapour over a Zn-N-C substrate at 750 °C, leading to high-temperature trans-metalation of Zn-N4 sites into Fe-N4 sites. Characterization by multiple techniques shows that all Fe-N4 sites formed via this approach are gas-phase and electrochemically accessible. As a result, the Fe-N-C catalyst has an active site density of 1.92 × 1020 sites per gram with 100% site utilization. This catalyst delivers an unprecedented oxygen reduction reaction activity of 33 mA cm-2 at 0.90 V (iR-corrected; i, current; R, resistance) in a H2-O2 proton exchange membrane fuel cell at 1.0 bar and 80 °C.
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。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
靓丽可乐完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
doublemeat完成签到,获得积分10
1秒前
有机发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
9秒前
10秒前
yongen发布了新的文献求助50
10秒前
11秒前
13秒前
乖小子发布了新的文献求助10
14秒前
破灭圆舞曲完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
田一发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
yeyeyao完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
29秒前
李谢谢完成签到,获得积分0
33秒前
泠泠泠萘完成签到,获得积分10
35秒前
shinysparrow应助光亦采纳,获得10
35秒前
Lucas应助乖小子采纳,获得10
37秒前
37秒前
高强发布了新的文献求助10
37秒前
benben应助风行君采纳,获得10
40秒前
40秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
李健的小迷弟应助xxqjd1234采纳,获得10
41秒前
42秒前
大野猪发布了新的文献求助30
45秒前
玉医发布了新的文献求助10
45秒前
45秒前
46秒前
高大书桃关注了科研通微信公众号
47秒前
Hopelife完成签到,获得积分10
48秒前
48秒前
高分求助中
Work hardening in tension and fatigue : proceedings of a symposium, Cincinnati, Ohio, November 11, 1975 1000
FILTRATION OF NODULAR IRON WITH CERAMIC FOAM FILTERS 1000
A STUDY OF THE EFFECTS OF CHILLS AND PROCESS-VARIABLES ON THE SOLIDIFICATION OF HEAVY-SECTION DUCTILE IRON CASTINGS 1000
INFLUENCE OF METAL VARIABLES ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF HEAVY SECTION DUCTILE IRON 1000
Filtration of inmold ductile iron 1000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
The Instrument Operations and Calibration System for TerraSAR-X 800
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 2349471
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2055643
关于积分的说明 5118931
捐赠科研通 1786246
什么是DOI,文献DOI怎么找? 892279
版权声明 556963
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 476045