Kürzlich wurde Hefei Institut für Festkörperphysik Akademie der Wissenschaften Materialflüssigkeit in der Umgebung des Laserbearbeitungs Laboratorys hergestellt, ene Verbund poröser Kohlenstoff / Graphit und ihre Anwendung in der Sauerstoffreduktion eine stickstoffdotierten Eisen bis-aktive Stelle aufweist, im Gange bezogene Arbeit in ACS Applied Materials & Interfaces veröffentlicht.
Da natürliche fossiler Energiemangel und Umweltzerstörung, begannen die Menschen zu kräftig nachhaltige Energiespeicherung und -umwandlung Systeme zu entwickeln, beispielsweise Metall-Luft-Batterien, Brennstoffzellen usw. Jedoch ist diese Kathodenreaktand Umwandlung und Energiespeicher. (Sauerstoffreduktionsreaktion: ORR) Leistung Lernprozess ist langsam, oft wie notwendig, um die Aktivität des Katalysators durch die Reaktion zu verbessern.
Die Studie fand heraus, dass Platin-basierten Elektrokatalysatoren ist eine bessere Leistungskatalysatoren für die ORR, aber weniger Edelmetall Platin Reserven und teuer ist, ist nicht förderlich für die Anwendung im großen Maßstab. Deshalb suchen für hervorragende Leistung, eine gute Stabilität von Nicht-Edelmetallkatalysator wobei die Richtung der Forschungsanstrengungen, die Eisen - Stickstoff / Kohlenstoffbasis elektrisch reicher Metallkatalysator, da die Oberfläche - aktive Stelle Azobis mehr und mehr Aufmerksamkeit jetzt gewesen, solche Katalysatoren im allgemeinen notwendig sind, bei hohen Temperaturen zu synthetisieren, und es ist wahrscheinlich eine Agglomeration des Katalysators während der Synthese bewirken und so die spezifische Oberfläche und die freiliegenden aktiven Stellen des Katalysators verringert wird.
Um diese Probleme zu lösen, haben Forscher eine Laserablationstechnik unter Verwendung eine flüssige Phase in einer milden umgebungsspezifischen lokale Extrembedingungen (Flüssigkeit - Feststoffgrenzfläche) zu erzeugen, so erhalten zuerst eine Eisenkolloid Nanopartikel hat eine hohe Aktivität und chemische Reaktivität des Partikels kann durch Einführen Kohlenstoff- und Stickstoffquellen und die anschließende Pyrolyse-Verfahrens (Fig. (a) ~ (e) unten) Nanofolie Graphenoxids (GO), und dann schließlich hergestellte Fe-NC / RGO Elektrokatalysator auf der Oberfläche gleichmäßig abgestützt werden. da die folienartige Struktur gebildet wird und Graphene composite, wirksam die Agglomeration des Katalysators verhindern, dass die Katalysatoroberfläche und erhöhte Exposition gegenüber der aktiven Stelle, wodurch das Eisen zu verbessern - die katalytische Aktivität eines Stickstoffs / Kohlenstoff-Katalysators auf der Basis weitere elektrisch Elektrochemie was zeigte gute elektrokatalytischen Eigenschaften (Fig. (f) ~ (i) unten), und der Katalysator aus Fe und Fe-N-Basis Nanopartikel Seiten der katalytischen Aktivität enthält, hat einen wichtigen Einfluss.
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeit eine neue Art von Metall zu bauen - Stickstoff / Kohlenstoff-basierten Elektrokatalysatoren eine neue Idee zur Verfügung stellen, und es wird erwartet, das Edelmetall Platin in Brennstoffzellen und Metall-Luft-Batterie Forschung von der National Key Grundlagenforschungsprogramm (973 zu ersetzen. Programm), National Natural Science Foundation von China, Forschungseinrichtung Entwicklungsprojekt der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, etc.
Fe-NC / RGO Katalysator: (a) SEM-Fotografie; (b, c) TEM-Aufnahmen, (d) HAADF STEM-Aufnahmen, (e) EDX Mapping Fotografien; 0,1 M Stickstoff oder Sauerstoff gesättigt KOH (f) verschiedene Katalysatoren, die in Cyclovoltammetrie Kurven Lösung, (g) Fe-NC / RGO lineare Sweep Voltammogrammen Sauerstoff 0,1 M KOH-Lösung gesättigt, (h) Fe-NC / RGO verschiedener Sauerstoff gesättigt 0,1 M KOH-Lösung Linear-Sweep-Voltammogramme bei Geschwindigkeit; (i) Vergleich von Tafel-Kurven für verschiedene Katalysatoren.
