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CrN-Encapsulated Hollow Cr-N-C Capsules Boosting Oxygen Reduction Catalysis in PEMFC

CCS Chemistry 2021年第5期3卷 208-218页

作者： Hui Yang Xu Wang Tao Zheng nelly cantillo cuello Gabriel Goenaga Thomas A.Zawodzinski He Tian Joshua T.Wright Robert W.Meulenberg Xiangke Wang Zhenhai Xia Shengqian Ma College of Environmental Science and Engineering North China Electric Power UniversityBeijing 102206 State Key Laboratory of Silicon Materials Center of Electron MicroscopySchool of Materials Science and EngineeringZhejiang UniversityHangzhou 310027 Department of Materials Science and Engineering University of North TexasDentonTX 76203 Chemical and Biomolecular Engineering Department University of TennesseeKnoxvilleTN 37996 Department of Physics Illinois Institute of TechnologyChicagoIL 60616 Department of Physics and Astronomy Frontier Institute for Research in Sensor TechnologiesUniversity of MaineOronoME 04469 Department of Chemistry University of North TexasDentonTX 76201

Understanding the origin of the catalytic activity for the development of efficient catalysts is critical yet ***,we report a simple strategy for the synthesis of chromium nitride nanoparticles(CrNNPs)encapsulated into hollow chromium-nitrogen-carbon capsules(CrN@H-Cr-N_(x)-C).The CrN@H-Cr-N_(x)-C demonstrated excellent electrocatalytic activity for the oxygen reduction reaction(ORR)in acidic *** applied as a cathode material in a proton-exchange membrane fuel cell(PEMFC),the CrN@H-Cr-N_(x)-C achieved outstanding initial performance,which is better than that of the PEMFC with H-Cr-N_(x)-C cathode *** CrN@H-Cr-N_(x)-C cathode also showed good stability over 110 h of *** results demonstrated that the coexistence of atomically dispersed CrN_(x) sites and sufficient CrNNPs is essential for excellent PEMFC *** functional theory(DFT)studies further corroborated that CrNNPs can boost the ORR activity of H-Cr-N_(x)-*** finding opens a new avenue for the fabrication of low-cost,highly active,and durable ORR catalysts for PEMFC and other applications.

关键词： chromium-nitrogen-carbon fuel cell chromiumnitride metal-organicframework durability

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