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廈大孫世剛團(tuán)隊(duì)Angew.：CeO2納米顆粒-自由基清除劑！
來源： 時(shí)間：2023-07-14 09:50:50 瀏覽：1977次


第一作者：Xiaoyang Cheng

通訊作者：姜艷霞教授和孫世剛院士

通訊單位：廈門大學(xué)

DOI: 10.1002/anie.202306166


01
研究背景

克服自由基對(duì)Fe-N4位點(diǎn)的攻擊，從而使Fe-N-C材料在質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFCs）中具有高活性和耐用性。基于此，廈門大學(xué)孫世剛院士和姜艷霞教授等人報(bào)道了一種通過固定CeO2納米顆粒作為鄰近Fe-N4位點(diǎn)的自由基清除劑（Scaad-CeO2），從源頭上有效地消除自由基，以減輕降解，為提高氧還原反應(yīng)（ORR）催化劑的耐久性開辟了一條新的途徑。


02
文章要點(diǎn)

1、測(cè)試結(jié)果表明，F(xiàn)e-NC/Scaad-CeO2中的CeO2清除劑對(duì)Fe-N4位點(diǎn)自由基的清除率達(dá)到80%。利用Fe-NC/Scaad-CeO2制備的燃料電池進(jìn)行了US DOE PGM相關(guān)AST測(cè)試，經(jīng)過30000次循環(huán)后顯示出較小的峰值功率密度衰減，使Fe-NCPhen的衰減從69%增加到28%。

2、在Fe-N4位點(diǎn)形成的·OH、HO2·等自由基可以被鄰近的CeO2瞬間消除，從而縮短了自由基的存活時(shí)間和損傷的區(qū)域空間。


03
圖文展示

 

圖1.自由基消除行為的示意圖

圖2.Fe-NC/Scaad-CeO2的微觀表征

 圖3.XANES光譜

圖4.不同催化劑的結(jié)構(gòu)表征

圖5.不同催化劑的性能對(duì)比

 圖6. H2-空氣PEMFCs的性能


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