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J-GLOBAL ID：201702231227264495   整理番号：17A0060655

酸素還元と酸素発生反応の二機能電気触媒-窒素と炭素の共添加炭素担持三酸化コバルト【JST・京大機械翻訳】

Co_3O_4 supported on N, P-doped carbon as a bifunctional electrocatalyst for oxygen reduction and evolution reactions

著者 (5件)： Huang Yingbin (Dongguan University of Technology) ,  Zhang Min (Dongguan University of Technology) ,  Liu Peng (Dongguan University of Technology) ,  Cheng Faliang (Dongguan University of Technology) ,  Wang Lishi (School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology)
資料名： Cuihua Xuebao  (Cuihua Xuebao)
巻： 37  号： 8  ページ： 1249-1256  発行年： 2016年 
JST資料番号： B0927B  ISSN： 0253-9837  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 金属-空気電池は多くの利点を持ち,例えばグリーン環境,エネルギー変換率が高く,始動が速く,エネルギー密度が高く,使用寿命と乾燥時間が長いなどの利点がある。燃料電池と比較して,金属-空気電池は,簡単な構造,放電電圧安定性,および低コストであるが,陰極触媒のようないくつかの問題がある。カソード触媒は金属-空気電池において触媒酸素還元反応(OXYGEN REDUCTION REACTION,ORR)と酸素発生反応(OXYGEN EVOLUTION REACTION,OER)の鍵となる役割を果たす。白金とその合金はORRの単機能触媒としてよく用いられているが、Liao和Yiなどは現在OERの触媒効率が最も高いが、ORRの活性が低いため、安価な二機能触媒作用を有する触媒を開発する必要がある。炭素原子のドーピングによる炭素ベース触媒の研究はORRの触媒性能に集中しているが、多原子の共ドーピングに関する最近の研究により、窒素とリンの共ドーピング炭素があることが分かった。これらのDanLin共Canの骨格の中で、窒素とリンの共添加はOER触媒作用を発揮し、CanDan物はORR触媒の活性サイトであり、CanLin物起は強化作用がある。ヘテロ原子に担持した担持コバルトベース触媒(例えば窒素ドープ酸化グラフェン酸化コバルト担持CO_3O_4)は近年の二機能性触媒研究のもう一つの焦点である。コバルトベース触媒はORRとOERの触媒活性を有するが、その自身の導電性性能が悪く、この欠陥は雑化石により補償され、黒鉛化には優れた導電性がある。著者らの知る限り、現在、窒素とリンの共添加炭素担持CO_3O_4の触媒酸素に関する研究はまだない。本論文では,窒素とリン酸塩(NPC)に担持したCO_3O_4(CO_3O_4/NPC)を合成し,酸素還元と酸素発生特性を初めて研究した。CO_3O_4/NPC合成を2段階で行った。まず第一に,メラミンとフィチン酸の間のエステル化または重縮合により導電性カーボンブラック粒子の表面に被覆し,保護雰囲気中で焼成し,次に,CO_3O_4/NPCを溶媒熱反応および空気中で酸化することによって合成した。触媒の性能は,触媒活性と安定性の両方を考慮した。OERとORRの触媒活性を線形掃引ボルタンメトリーによって評価した。OERに対して,CO_3O_4/NPCの初期ポテンシャルは0.54Vであり,飽和電流は0.80Vで21.95MA/CM2であり,CO_3O_4/CとNPCよりも優れていた。CO_3O_4/NPCの効率的OER触媒は,CO_3O_4の間の相乗効果を触媒することができた。ORRに対して、CO_3O_4/NPCの触媒効率は商用PT/Cに近く、それらの拡散限界電流密度はそれぞれ-4.49と-4.76MA/CM2(E=-0.80V)であった。ORR過程では,CO_3O_4が主要な触媒作用を示した。触媒の安定性を,クロノアンペロメトリー(電流-時間)法によって評価した。6Hの測定により、OER、CO_3O_4/NPCの残留電流は46%であることが分かった。一方、ORRに対しては、95%の電流が残る。全体として、CO_3O_4/NPCはOERとORRにおいて高い触媒効率と良好な安定性を示した。Data from the ScienceChina, LCAS. Translated by JST【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 空気電池 ,  *酸素 ,  導電性 ,  *窒素 ,  白金 ,  相乗作用 ,  *炭素 ,  リン ,  エネルギー密度 ,  触媒活性 ,  電流密度 ,  *酸化コバルト ,  活性部位
準シソーラス用語： 触媒作用 ,  *酸素還元 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： Cathode catalyst ,  Oxygen reduction reaction ,  Oxygen evolution reaction ,  Doped carbon ,  Cobalt

分類 (1件)： 電気化学反応  (CB07050F)

タイトルに関連する用語 (8件)： 酸素還元 ,  酸素発生反応 ,  触媒 ,  窒素 ,  炭素 ,  共添加 ,  担持 ,  酸化コバルト