基于大豆的Fe-N掺杂的介孔碳：一种高效低成本的非贵金属氧还原反应电催化剂（英文）

作者：伍秋美^*; 邓大款; 何轶伦; 周忠诚; 桑商斌; 周智华

来源：Journal of Central South University (English Edition), 2020, 27(02): 344-355.

• 生物质
• 氧还原反应
• 电催化剂
• 氮掺杂碳

氧还原反应(ORR)在许多储能和能量转换装置中起着至关重要的作用。目前,在碱性介质中开发廉价、高性能的碳基非贵金属ORR催化剂仍受到广泛关注。本文以生物质大豆为氮源和碳源,SiO2为模板剂合成了介孔Fe-N/C催化剂。模板剂SiO2可同时对Fe-N/C催化剂的表面功能和多孔结构进行优化。研究表明,SiO2与大豆质量比为3:4时制备的Fe-N/C3催化剂具有优异的电催化性能、长期稳定性和甲醇耐受性,其ORR的起始电位和半波电位相对于可逆氢电极(RHE)分别约为0.890V和0.783V。同时,可以观察到ORR在催化剂表面是四-电子转移路径。结果表明,高BET比表面积和合适的孔径以及较高的吡啶氮和总氮含量对提高Fe-N/C3催化剂的ORR性能具有重要作用。这些结果表明,开发基于经济和可持续的生物质材料大豆的廉价且高效的非贵金属ORR电化学催化剂具有较大的可行性。

• 单位
  粉末冶金国家重点实验室; 中南大学