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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(lái)源：時(shí)間：2023-07-14 09:50:50 瀏覽：1750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(mén)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(mén)大學(xué)孫世剛院士和姜艷霞教授等人報(bào)道了一種通過(guò)固定CeO₂納米顆粒作為鄰近Fe-N₄位點(diǎn)的自由基清除劑（Sca^ad-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(kāi)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/Sca^ad-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/Sca^ad-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(guò)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/Sca^ad-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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