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J-GLOBAL ID：202002249205358464   整理番号：20A1885420

Zn-空気電池における高効率酸素還元反応のための高密度Fe-単一原子-ナノクラスタを有するN,S共ドープ炭素を得るためのタンニン酸とFe前駆体間の制御されたキレート化【JST・京大機械翻訳】

Controlled chelation between tannic acid and Fe precursors to obtain N, S co-doped carbon with high density Fe-single atom-nanoclusters for highly efficient oxygen reduction reaction in Zn-air batteries

著者 (14件)： Li Hong (State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan, 250100, P. R. China. [e-mail]) ,  Du Kai ,  Xiang Chensheng ,  An Pengfei ,  Shu Xinxin ,  Dang Yaru ,  Wu Chenshuo ,  Wang Jin ,  Du Wei ,  Zhang Jintao ,  Li Shenggang ,  Tian He ,  Wang Shuangyin ,  Xia Haibing
資料名： Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability  (Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability)
巻： 8  号： 33  ページ： 17136-17149  発行年： 2020年 
JST資料番号： W0204B  ISSN： 2050-7488  CODEN： JMCAET  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,均一分散(N,S共ドープC_PANI-TA-Fe-SA-NC触媒)の高密度Fe-単一原子-ナノクラスターを有する3次元N,S共ドープ炭素を,タンニン酸(TA)と第二鉄イオンの間の制御されたキレート化と,Fe前駆体とPANIとの間の相互作用により,均一に分布したFe前駆体を含む凍結乾燥ポリアニリン(PANI)ヒドロゲルの最適熱分解により,初めて,著者らの知る限り,初めて調製した。より重要なことに,3D N,S共ドープ炭素材料中の活性種(Fe単一原子,Fe-SA-NCおよびFe NP)は,Fe-to-TAモル比を賢明に調整することによって制御できる。N,S共ドープ炭素中の活性種(5.6wt%まで)としての高密度Fe-SA-NCを,Fe対TAモル比を10で制御することによって実現した。さらに,これらのFe-SA-NCは,4つのN原子と2つのO原子との配位によって分離された孤立したFe-SAから成る。酸素還元反応(ORR)のための得られたN,S共ドープC_PANI-TA-Fe-SA-NC触媒は,より高い半波電位(Pt/Cの0.923V対0.88V),より高い開始電位(1.09V対0.99VのPt/C),より高い速度論的制限電流密度(12mA cm-2,0.9Vで12mA cm-2),およびアルカリ性媒体中でより良い長期安定性を示した。酸性媒体中でのそれらのORR活性は,最近報告されたものに匹敵する。さらに,亜鉛-空気電池の空気電極としてのN,S共ドープC_PANI-TA-Fe-SA-NC触媒の適性と耐久性を調べた。作製したZn-空気電池は136.4mWcm-2の高い出力密度と795.1mAhg-1の高い比容量を示し,これは最先端の市販のPt/C触媒のものより良い。この合成戦略は,TAが多様な金属イオンでキレート化できるので,電気化学エネルギーデバイスにおける電極触媒として他の金属ナノクラスターベースの多孔質炭素材料を調製するために拡張できる。Copyright 2020 Royal Society of Chemistry All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 相互作用 ,  熱分解 ,  *鉄 ,  白金 ,  *ドーピング ,  媒質 ,  電流密度 ,  電極触媒 ,  *前駆体 ,  *キレート化 ,  炭素材 ,  三次元 ,  金属イオン ,  ヒドロゲル ,  *ナノクラスタ

分類 (3件)： 電気化学反応  (CB07050F) ,  二次電池  (YB04030K) ,  塩基,金属酸化物  (CD01030Z)

タイトルに関連する用語 (13件)： Zn ,  空気電池 ,  高効率 ,  酸素還元反応 ,  高密度 ,  Fe ,  単一原子 ,  ナノクラスタ ,  ドープ ,  炭素 ,  タンニン酸 ,  前駆体 ,  キレート化