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Catalysis stability enhancement of Fe/Co dual-atom site via phosphorus coordination for proton exchange membrane fuel cell

引用

Nano Research 2022年第4期15卷 3082-3089页

作者： Yinuo Wang Xin Wan Jieyuan Liu Wenwen Li Yongcheng Li Xu Guo Xiaofang Liu Jiaxiang Shang Jianglan Shui School of Materials Science and Engineering Beihang UniversityBeijing 100081China Qinghai Provincial Key Laboratory of New Light Alloys Qinghai Provincial Engineering Research Center of High-Performance Light Metal Alloys and FormingQinghai UniversityXining 810016China

Non-precious metal catalysts(NPMCs)are promising low-cost alternatives of Pt/C for oxygen reduction reaction(ORR),which however suffer from serious stability challenge in the devices of proton-exchange-membrane fuel cells(PEMFC).Different from the traditional strategies of increasing the degree of graphitization of carbon substrates and using less Fenton-reactive metals,we prove here that proper regulation of coordination anions is also an effective way to improve the stability of NPMC.N/P cocoordinated Fe-Co dual-atomic-sites are constructed on ZIF-8 derived carbon support using a molecular precursor of C_(34)H_(28)Cl_(2)CoFeP_(2)and a“precursor-preselected”method.A composition of FeCoN_(5)P1 is infered for the dual-atom active site by microscopy and spectroscopy *** comparing with N-coordinated references,we investigate the effect of P-coodination on the ORR catalysis of Fe-Co dual-atom catalysts in *** metals in FeCoN_(5)P1 have the lower formation energy than those in the solo N-coordinated active sites of FeCoN6 and FeN_(4),and exhibits a much better fuel cell *** anion approach provides a new way to improve the stability of dual-atom catalysts.

关键词： fuel cell oxygen reduction reaction non-precious metal catalyst dual atomic site P/N coordination

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