其出色的电催化ORR性能可媲美已经得到广泛研究的Fe-N-C催化剂,在替代Pt催化剂方面具有很大的应用前景。以SACe-N/PC电催化剂为氧电极组装的锌-空气电池具有具有出色的性能和稳定性;密度泛函理论(DFT)计算结果表明,原子分散的Ce与吸附的羟基(OH)可以通过降低电位决定步骤(*OH解吸)的势垒来促进ORR。 这项工作为开发...
【题目】电化学氧还原(ORR)反应在燃料电池、金属—空气电池等领域有着关键作用。近日中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室曹荣、黄远标团队合成单原子Fe-N4催化剂在酸、碱性条件下ORR活性优于市售铂碳催化剂(20%Pt/C),同时具有更高稳定性和更好抗甲醇中毒能力。如图是铁原子的结构示意图,下列说法...
结果表明,Co2/Fe-N10中心比Co2-N6和Fe-N4中心具有更高的本征ORR电催化活性,这可以归因于Fe中心的调节的电子结构削弱了速率决定步骤中与含氧中间体的结合能;电化学测试表明,所制得的Co2/Fe-N@CHC催化剂的ORR活性优于基准Pt/C催化剂,其正半波电位为0.915V(vs.RHE),具有出色的稳定性,100h内初始电流保留率为9...
ORR是指将氧气分子(O2)还原成水分子(H2O)的过程。这是一种多电子转移过程,通常需要催化剂的参与才能实现。ORR在能源转换、电池技术和环境保护等方面具有广泛的应用。 3. ORR 3.1 ORR ORR的反应路径是指在反应过程中发生的一系列步骤。目前,有三种主要的反应路径被广泛接受:四电子/四质子路径、两电子/两质子路径...
电化学氧还原反应(ORR)可通过2e-通道逐步生成过氧化氢(H2O2)或通过4e通道逐步生成H2O。在燃料电池或金属空气电池的阴极中,后一种途径的能量转换效率较高。前者对于生产备受追捧的H2O2这一“绿色化学”具有深远意义。如果能实现工业规模的电化学合成H2O2,就可以取代传统的H2O2工业生产的方法蒽醌法(这种方法具有能源密集,...
氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属空气电池等清洁能源装置的关键反应之一,其反应速率取决于电极表面的电子转移和质子转移的协同效应,以及氧分子的吸附和脱附的动力学过程。氮掺杂石墨烯(常见的掺杂方式有:石墨型、吡咯型、吡啶型)具有高比表面积、低成本和优异的电化学性能,被认为是ORR的有力候选材料,而不同掺杂方式...
氧还原反应(ORR)是电化学能源转化和存储、腐蚀、化学工艺等领域最重要的反应。ORR反应在生物过程(呼吸生化链式反应等)中扮演主要角色,而且是微生物/酶燃料电池、微生物合成、海水脱盐淡化和净化、生物传感等多种多样的生物电化学器件/系统。来自各种不...
探索和开发低成本、超长寿命、高性能的氧还原反应非贵金属催化剂(ORR)以取代铂基催化剂用于电化学能量转换装置仍然是一个巨大的挑战。尽管有几种非贵金属催化剂(N掺杂石墨烯、过渡金属纳米粒子、单原子金属-氮-碳等)。虽然与商用铂碳相比,它们的催化性能可以媲美现有催化剂,但它们的长期耐用性,特别是在苛刻的电解...
氧还原反应(ORR)是一种重要的电化学反应,常用于燃料电池、金属-空气电池、锂空气电池等能源设备中。了解氧还原反应的机理对于优化电化学能源设备性能以及新能源技术的发展至关重要。本文将介绍氧还原反应的机理,并探讨其在电化学能源设备中的应用。 氧还原反应是氧气在电化学系统中参与的反应,其过程可以分为几个步骤...
近年来,有研究表明,用过渡金属M(如Fe、Co、Ni和Cu)合金化Pt,可增强氧还原反应(ORR)的活性。富铂表面通过将溶解电位移向更高电位,增加铂溶解的阻力,从而提高了金属纳米粒子(NPs)的热力学和动力学稳定性。影响表面Pt原子稳定性的另一个关键因素是表面缺陷密度。具体地说,电催化活性和耐久性可能因表面缺陷而显著变...