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Fe、Si、N共掺杂具有三维互联介孔的碳单原子氧还原反应电催化剂( Single-atom oxygen reduction reaction electrocatalysts of Fe, Si, and N co-doped carbon with 3D interconnected mesoporosity )
HS Kim HL Chi JH Jang SK Min H Jin KS Lee UL Sang SJ Yoo WC Yoo
开发具有优良氧还原活性的非PBCs催化剂，用于高性能锌空气电池(ZAB)和阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)是十分必要的。本文报道了由二氧化硅模板衍生的三维互连介孔碳（25和50纳米）负载的Fe、Si、N共掺杂碳（FeInC）的前所未有的单原子ORR活性。与碳表面相连的Si部分通过取代Fe-N4位中N位的Si而参与形成原子分布的FeSixN4x位，而Fe-N4位是传统FeNC的ORR活性位。FeSiNC具有较大的介孔(50nm)，具有与最有效的非铂基催化剂相当的ORR活性，并因其增强的传质性能而增强了单细胞性能。理论计算表明，ORR活性不仅来源于基面和边间的FeSixN4x位，还来源于边区和基区中靠近Si掺杂的C位。因此，本研究为合理设计适用于单电池器件的廉价高活性ORR催化剂提供了一种简便的策略。
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