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The effect of temperature on ionic liquid modified Fe-N-C catalysts for alkaline oxygen reduction reaction

Journal of Energy Chemistry 2022年第5期31卷 324-329页

作者： thomas wolker Kai Brunnengräber Ioanna Martinaiou Nick Lorenz Gui-Rong Zhang Ulrike I.Kramm Bastian J.M.Etzold Department of Chemistry Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare ChemieTechnical University of Darmstadt64287 DarmstadtGermany Department of Chemistry Catalysts and Electrocatalysts GroupTechnical University of Darmstadt64287 DarmstadtGermany Graduate School of Excellence Energy Science and Engineering Technical University of Darmstadt64287 DarmstadtGermany Department of Materials and Earth Sciences Technical University of Darmstadt64287 DarmstadtGermany School of Chemical Engineering and Technology Tiangong UniversityTianjin 300387China

Modifying solid catalysts with an ionic liquid layer is an effective approach for boosting the performance of both Pt-based and non-precious metal catalysts toward the oxygen reduction reaction. While most studies operated at room temperature it remains unclear whether the IL-associated boosting effect can be maintained at elevated temperature, which is of high relevance for practical applications in low temperature fuel cells. Herein, Fe-N-C catalysts were modified by introducing small amounts of hydrophobic ionic liquid, resulting in boosted electrocatalytic activity towards the alkaline oxygen reduction reaction at room temperature. It is demonstrated that the boosting effect can be maintained and even strengthened when increasing the electrolyte temperature up to 70℃. These findings show for the first time that the incorporation of ionic liquid is a suited method to obtain advanced noble metal-free electrocatalysts that can be applied at operating temperature condition.

关键词： Oxygen reduction reaction Non-precious metal catalyst Ionic liquid Fe-N-C catalyst Temperature effect

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