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Interface engineering of plasmonic induced Fe/N/C-F catalyst with enhanced oxygen catalysis performance for fuel cells application

引用

Nano Research 2022年第3期15卷 2138-2146页

作者： Xue Yin Ligang Feng Wen Yang Yuanxi Zhang Haiyan Wu Le Yang Lei Zhou Lin Gan Shaorui Sun Key Laboratory of Cluster Science of Ministry of Education Beijing Key Laboratory of Photoelectronic/Electrophotonic Conversion MaterialsSchool of Chemistry and Chemical EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China School of Chemistry and Chemical Engineering Yangzhou UniversityYangzhou 225002China Institute of Materials Research Shenzhen Geim Graphene CenterTsinghua Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua UniversityShenzhen 518055China Beijing Key Laboratory for Green Catalysis and Separation College of Environmental and Energy EngineeringBeijing University of TechnologyBeijing 100124China

The low intrinsic activity of Fe/N/C oxygen catalysts restricts their commercial application in the fuel cells technique;herein,we demonstrated the interface engineering of plasmonic induced Fe/N/C-F catalyst with primarily enhanced oxygen reduction performance for fuel cells *** strong interaction between F and Fe-N4 active sites modifies the catalyst interfacial properties as revealed by X-ray absorption structure spectrum and density functional theory calculations,which changes the electronic structure of Fe-N active site resulting from more atoms around the active site participating in the reaction as well as super-hydrophobicity from C–F covalent *** hybrid contribution from active sites and carbon support is proposed to optimize the three-phase microenvironment efficiently in the catalysis electrode,thereby facilitating efficient oxygen reduction *** catalytic performance for oxygen reduction and fuel cells practical application catalyzed by Fe/N/C-F catalyst is thus verified,which offers a novel catalyst system for fuel cells technique.

关键词： interface engineering Fe/N/C catalyst CF_(4)plasma treatment three-phase microenvironment proton exchange membrane fuel cells

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