末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

Nature Energy:? 高度穩(wěn)定的原子級(jí)Fe-N-C催化劑用于燃料電池

Nature Energy:? 高度穩(wěn)定的原子級(jí)Fe-N-C催化劑用于燃料電池
紐約州立大學(xué)武剛課題組聯(lián)合匹茲堡大學(xué)王國(guó)峰, 阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Deborah J. Myers, 印第安納大學(xué)與普渡大學(xué)印第安納波里斯聯(lián)合分校Jian Xie, 橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室David A. Cullen以及卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)Shawn Litster等人報(bào)道一種高度耐用和活性的 Fe-N-C 原子催化劑。通過(guò)氯化氨熱處理然后在催化劑表面高溫沉積氮摻雜碳薄層合成。
催化劑穩(wěn)定性來(lái)源于熱處理過(guò)程將富含缺陷的吡咯 N 配位 FeN4?位點(diǎn)轉(zhuǎn)化為高度穩(wěn)定的吡啶 N 配位 FeN4?位點(diǎn)。在膜電極組件中使用加速應(yīng)力測(cè)試和長(zhǎng)期穩(wěn)態(tài)測(cè)試(>300?h,0.67?V)證明增強(qiáng)的Fe-N-C穩(wěn)定性,接近貴金屬Pt/C 催化劑(0.1 mgPt?cm-2)。
Nature Energy:? 高度穩(wěn)定的原子級(jí)Fe-N-C催化劑用于燃料電池
DFT 計(jì)算揭示配位結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)對(duì) S1 和 S2 FeN4?位點(diǎn)的電子和催化性能的影響。首先基于吸附能和動(dòng)力學(xué) O-O 鍵解離過(guò)程,預(yù)測(cè)兩種 FeN4?位點(diǎn)對(duì) 4e- ORR 途徑的內(nèi)在催化活性。當(dāng)電極電位低于 0.73 V 的極限電位時(shí),S1 位點(diǎn)的 ORR 變?yōu)榉艧岱磻?yīng),高于 S2 位點(diǎn) (0.65 V) 的 ORR;進(jìn)一步計(jì)算表明,OOH 解離在兩個(gè)位點(diǎn)上都是動(dòng)力學(xué)可行的;計(jì)算的電子分布表明,在 S2 位點(diǎn)上沿垂直于催化劑表面的方向比在 S1 位點(diǎn)上更多的電荷耗盡;表明S2 位點(diǎn)的中心 Fe 具有更多未占據(jù)的 d 軌道,與 O2?的結(jié)合過(guò)強(qiáng),因此與 S1 位點(diǎn)相比,內(nèi)在活性相對(duì)較低
Nature Energy:? 高度穩(wěn)定的原子級(jí)Fe-N-C催化劑用于燃料電池
DFT計(jì)算研究?jī)蓚€(gè) FeN4?位點(diǎn)對(duì)脫金屬反應(yīng)的穩(wěn)定性。提出 FeN4?位點(diǎn)的脫金屬過(guò)程包括三個(gè)連續(xù)的步驟。首先,F(xiàn)eN4?部分中的兩個(gè) N 原子被質(zhì)子化形成兩個(gè) N-H 鍵;然后中心 Fe 離子與吸附的 O2?一起從 N4?配位移到非活性 N2?配位;最后,F(xiàn)e-O2?從催化劑中解吸出來(lái)。與N4到N2的配位轉(zhuǎn)變和Fe-O2的解吸相比,具有最高活化能的氮質(zhì)子化步驟是脫金屬動(dòng)力學(xué)過(guò)程中的速率決定步驟。對(duì)于 S1 和 S2 位點(diǎn),氮質(zhì)子化步驟的活化能預(yù)計(jì)分別為 1.24 eV 和 2.08 eV,更高的活化能壘表明 S2 位點(diǎn)在動(dòng)力學(xué)上對(duì)脫金屬具有更好的內(nèi)在穩(wěn)定性。
Shengwen Liu, Chenzhao Li, Michael J. Zachman, Yachao Zeng.?et al. Atomically dispersed iron sites with a nitrogen–carbon coating as highly active and durable oxygen reduction catalysts for fuel cells. Nat Energy (2022).
https://doi.org/10.1038/s41560-022-01062-1

原創(chuàng)文章,作者:v-suan,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/09/88e7817962/

(0)

相關(guān)推薦

主站蜘蛛池模板: 兴海县| 通河县| 宜城市| 乐清市| 康马县| 长兴县| 马山县| 葵青区| 无为县| 信宜市| 出国| 齐河县| 祁连县| 正定县| 桐乡市| 铜鼓县| 常德市| 绥江县| 盐池县| 太保市| 古浪县| 永胜县| 南溪县| 隆子县| 咸阳市| 孟村| 浙江省| 中阳县| 昆山市| 桦甸市| 铁岭市| 河东区| 曲麻莱县| 林周县| 綦江县| 钦州市| 竹山县| 新源县| 岚皋县| 石首市| 隆化县|