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J-GLOBAL ID：201802218032997835   整理番号：18A1731590

炭素テンプレートはFe-Nx活性サイトを誘導する。【JST・京大機械翻訳】

Induced growth of Fe-Nxactive sites using carbon templates

著者 (6件)： Zhang Shiming (上海交通大学化学工程系,上海電化学能源器件工程技術研究中心,上海200240;武漢大学化学与分子科学学院,湖北省化学電源材料与技術重点実験室,教育部生物医学分析化学重点実験室,湖北武漢430072;上海中聚佳華電池科技有限公司,中聚電池研究院,上海200241) ,  Zhang Heyou (武漢大学化学与分子科学学院,湖北省化学電源材料与技術重点実験室,教育部生物医学分析化学重点実験室,湖北武漢430072) ,  Zhang Weimin (上海交通大学化学工程系,上海電化学能源器件工程技術研究中心,上海200240) ,  Yuan Xianxia (上海交通大学化学工程系,上海電化学能源器件工程技術研究中心,上海200240) ,  Chen Shengli (武漢大学化学与分子科学学院,湖北省化学電源材料与技術重点実験室,教育部生物医学分析化学重点実験室,湖北武漢430072) ,  Ma Zifeng (上海交通大学化学工程系,上海電化学能源器件工程技術研究中心,上海200240;上海中聚佳華電池科技有限公司,中聚電池研究院,上海200241)
資料名： Cuihua Xuebao  (Cuihua Xuebao)
巻： 39  号： 8  ページ： 1427-1435,insert18-insert19  発行年： 2018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： 中国語 (ZH)

抄録/ポイント： エネルギー危機と環境悪化は現在社会が直面する巨大な挑戦である。燃料電池は高効率、クリーンな発電装置として、社会の各界、特に新エネルギー業界の高い関心を受けている。特に、日本豊田はMirai燃料電池の自動車量産上市計画を推論し、燃料電池及びそのキー技術の発展を新たな発展紀元に推進した。しかし、燃料電池の大規模商業化を制約する核心問題は依然としてその総合性能に競争力がない。その中、酸素電極の遅い動力学及び貴金属Ptの有限資源、高コストのコストなどが肝心な点であり、そのため、高性能の非貴金属触媒のブレークスルーが実現された。近年、大量の研究により、Fe-Nxがドーピングした炭素触媒は極めて大きな代替Ptポテンシャルを持ち、研究者達は各種の手段の開発を試みている。Fe化合物とN前駆体の型と添加量を調節し、温度、圧力などの合成条件を変え、軸方向配位子の連結、共有結合グラフト、ボールミルなどの非熱分解ルートを用いて、コア-シェル、秩序化メソポーラス炭素、配列、類グラフェン薄片、多孔質炭素などの炭素ナノ構造を構築した。グラフェン/カーボンナノチューブ,グラフェン/カーボンブラック,炭素ナノリボン/カーボンナノチューブ,炭素ナノ粒子/炭素繊維,炭素球/カーボンナノチューブ/グラフェンなどの複合材料を調製し,酸洗浄,孔形成,二次加熱などの後処理を行い,異なるタイプのFe種相の生成などを制御した。また,EXAFSおよびM?ssbauer分光法は,Fe-Nx,特にFe-N4が強力な活性サイトであることを実証した。従って,非貴金属炭素触媒におけるFe-Nxの強い活性サイトの高密度ドーピングを促進するための合理的戦略を提案する。Fe-Nx活性サイトの成長のための炭素テンプレート誘導の方法,すなわち,Fe-Nxドーピング炭素触媒を,高温熱分解によってFe塩を含有するメラミン前駆体混合物の合成によって,首尾よく調製した。炭素触媒の構造および電気化学的性能に及ぼす炭素テンプレートの影響を,種々のキャラクタリゼーション技術によって確認した。形態的結果は,炭素テンプレートの導入がFe,N化合物の均一吸着に有利であり,炭素テンプレートの表面と中間の均一成長が,Feナノ粒子の均一核形成に有利であることを示した。窒素吸脱着と細孔径分布曲線により、炭素テンプレート形成の複合材料が単一のカーボンナノチューブとカーボンブラック材料より高い比表面積と総細孔容積を有し、複合材料中に2種類の単体の有効な協同が存在することを示した。M?ssbauer,XPS,およびXRDデータは,炭素テンプレートがFeとNの結合モードを制御でき,FeとFe炭化物の非活性Fe種の生成を抑制できることを示した。Fe-N4と他のFe窒化物などの強い活性Fe-Nx種の成長を誘導した。電気化学データにより,複合材料の面積活性と質量活性は増加し,TOF値は明らかに増加し,炭素テンプレートの導入はFe-Nxサイトの固有の活性を強化することを示した。さらに,複合材料の酸素還元プロセスは高効率の4e-経路であり,市販Pt/C触媒よりも優れたサイクル安定性とメタノール耐性を示した。Data from Wanfang. Translated by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 燃料電池 ,  吸着 ,  グラフェン ,  複合材料 ,  触媒 ,  ナノ粒子 ,  ドーピング ,  *鉄 ,  X線回折 ,  前駆体 ,  *活性部位 ,  カーボンナノチューブ ,  *炭素 ,  白金 ,  脂肪族アルコール

著者キーワード (5件)： Oxygen reduction reaction ,  Non-precious-metal electrocatalyst ,  Fe-Nx ,  Induced growth ,  Carbon template

分類 (2件)： その他の触媒  (CB06123Z) ,  原子・分子のクラスタ  (BH09030O)

物質索引 (1件)： メタノール

タイトルに関連する用語 (4件)： 炭素 ,  テンプレート ,  活性サイト ,  誘導