중국 과학원 고체 물리학 연구소, 이중 활성 점을 갖는 철 - 질소 - 도핑 된 다공성 탄소 / 그래 핀 복합체의 제조 및 가공 및 산소 환원에의 응용 진행 과정에서 관련 작업이 ACS Applied Materials & Interfaces에 게시되었습니다.
화석 에너지의 고갈과 자연 환경의 악화로 인하여 사람들은 금속 공기 배터리, 연료 전지 등과 같은 지속 가능한 에너지 저장 및 변환 시스템을 활발히 개발하기 시작했습니다. 그러나 이러한 에너지 변환 및 저장 장치의 산소 감소 반응 (ORR) 학습 과정은 느리고 종종 반응 활성을 높이기 위해 촉매를 사용해야합니다.
연구 결과에 의하면 백금 계 전기 촉매는 현재 ORR 성능이 우수한 촉매제로 알려져 있으나 귀금속 백금 보유량은 작고 비싸지 만 대규모 응용에 도움이되지 않아 우수한 성능과 안정성을 지닌 비 귀금속 촉매를 개발하고 있습니다. 그 중에서도 철 - 질소 / 탄소 기반 전기 촉매는 표면의 풍부한 금속 - 질소 이중 활성 자리로 인해 주목을 받고 있으며 현재는 고온에서 합성됩니다. 그리고 합성 과정에서 쉽게 촉매 응집을 유도하여 촉매의 비 표면적과 노출 된 활성 부위의 수를 감소시킵니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 레이저 어블 레이션 기술을 이용하여 연구가 약한 환경 특정 지역의 극한 조건 (액체 - 고체 계면)에서 액상을 생성하는 제 콜로이드 나노 입자는 높은 활성 및 입자의 화학적 반응성이 철을 얻기 균일 한 나노 시트 그래 핀 옥사이드 (GO)의 표면에 담지 한 후 최종적으로 탄소와 질소원 및 후속 열분해 공정을 도입하여 철 - NC / RGO 전기 촉매를 제조 할 수있다 (도. (a) ~ (E) 이하). 시트 형상 구조체를 형성하고, 그라 펜 복합체 효과적으로 그 촉매의 표면적, 촉매의 응집을 방지함으로써 철 향상, 활성 부위에 대한 노출이 증가되기 때문에 - 질소 / 탄소 계 촉매를 더 전기적 전기 화학의 촉매 활성을 이는 ((f) - (i)에 나타낸 바와 같이) 양호한 전기 촉매 특성을 갖고, 촉매에 함유 된 Fe 계 나노 입자 및 Fe-N 사이트가 촉매의 촉매 활성에 중요한 영향을 미친다는 것을 보여준다.
연구 및 개발 작업은 금속의 새로운 유형을 구축 - 질소 / 탄소 기반 전극 촉매에 새로운 아이디어를 제공하고, 국가 중점 기초 연구 프로그램 (973에 의해 연료 전지와 금속 - 공기 배터리 연구에 사용되는 귀금속 백금을 대체 할 것으로 예상된다. 프로그램), 중국 국립 과학 재단, 중국 과학원 연구 시설 개발 사업 등
FE-NC / RGO 촉매 : (a) SEM 사진, (b, c) TEM 사진 (d) HAADF-STEM 사진 (E) EDX 맵핑 사진 포화 된 0.1 M 질소 또는 산소 KOH (f)는 다른 촉매에 순환 전압 전류 곡선 용액 (g)의 Fe-NC는 / RGO 선형 스위프 산소 0.1 M KOH 용액을 포화 볼타 모 그램 (H)의 Fe-NC는 / RGO 다른 산소 0.1 M KOH 용액을 포화 속도에서 선형 스윕 볼타모그로그램, (i) 다른 촉매에 대한 타펠 곡선의 비교.
