Азот-содержащие пористые углеродные сети, полученные из графитоподобного нитрида углерода, для высокопроизводительного восстановления кислорода

Аннотация

Реакция восстановления кислорода (ORR) лежит в основе работы топливных элементов и металл-воздушных батарей. Хотя платиновые катализаторы обеспечивают высокую активность, их стоимость, ограниченная долговечность и чувствительность к метанолу препятствуют коммерциализации. Здесь мы сообщаем о простом, масштабируемом синтезе азот-содержащих пористых углеродных сетей (NC-T), сочетающих высокую удельную площадь, богатое азотное содержимое и отличную ORR-производительность без благородных металлов. Графитоподобный нитрид углерода (g-C₃N₄) служит одновременно структурным шаблоном и источником азота, а дофамин (DA) обеспечивает углеродный каркас. После гидротермального покрытия при 120–160 °C и однступенчатого пиролиза при 900 °C, полученный материал NC-120 демонстрирует удельную площадь 954 м²/г и 5.71 % азота. Электрохимические тесты в 0.1 M KOH раскрывают потенциал начала 0.224 В относительно RHE, предельную плотность тока, сравнимую с коммерческим Pt/C, и превосходную толерантность к метанолу и циклическую стабильность. Эта работа демонстрирует безметаллический, стоимостно-эффективный путь к высокоактивным катализаторам ORR, которые могут быть напрямую интегрированы в топливные элементы следующего поколения.

Эффективное окисление и нанодиспергирование шелковых волокон Bombyx mori и Antheraea pernyi для высокопроизводительных … Магнитный графеновый полевой транзистор-биосенсор для ультрачувствительного обнаружения одноклассной ДНК