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J-GLOBAL ID：202002281011783611   整理番号：20A1022453

再充電可能な亜鉛-空気電池により駆動される窒素還元反応のためのロバストな電極触媒としてのホウ素,窒素およびフッ素三元ドープ炭素中のヘテロ原子の機能性の同定【JST・京大機械翻訳】

Identification of functionality of heteroatoms in boron, nitrogen and fluorine ternary-doped carbon as a robust electrocatalyst for nitrogen reduction reaction powered by rechargeable zinc-air batteries

著者 (10件)： Zhang Quan (Sustainable Energy Laboratory, Faculty of Materials Science and Chemistry, China University of Geosciences Wuhan, 388 Lumo RD, Wuhan, 430074, China. [e-mail] [e-mail]) ,  Luo Fang ,  Ling Ying ,  Xiao Shenglin ,  Li Min ,  Qu Konggang ,  Wang Yangang ,  Xu Jingxiang ,  Cai Weiwei ,  Yang Zehui
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： 17  ページ： 8430-8439  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： 効率的な窒素還元反応(NRR)触媒は,電極触媒の活性部位に依存し,水素イオンと窒素分子の吸着が可能である。良く報告されているように,窒素ドープ炭素は,水素イオンを吸着し,それらを結合し,H_2を放出する能力のために,水素発生反応(HER)のための効率的な電極触媒である。窒素ドープ炭素における連続HER活性部位を妨害し,N_2に対する結合部位を提供するための他のヘテロ原子の導入は,NRRを効率的に触媒するために有益である。ここでは,イオン液体1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート(C_8H_15N_2BF_4)で飽和されたタバコバットの炭化からホウ素,窒素およびフッ素三成分ドープ炭素(BNFC)を合理的に合成した。BNFC中の窒素原子は水素イオンの吸着が可能であり,隣接するBまたはFヘテロ原子はN_2の化学吸着のためのLewis酸サイトを提供する。この相乗的触媒作用の場合に,NH_3収率41μg_NH・h(-1)mg_cat-1のNRRに対する促進電極触媒活性と-0.4V対可逆水素電極(RHE)での14%と高いファラデー効率を,0.05MH_2SO_4電解質中のBNFCに対して記録した。さらに,-0.4V対RHEでの比較的高いNH_3収率(39μg_NHh(-1)mg_cat-1)とファラデー効率(16%)を,BNFC中の窒素原子による生成水素イオンの水解離と吸着の能力により0.1M NaOH電解質中で記録した。さらに,ヘテロ原子ドーピングによる炭素原子の変調電子構造により,BNFCは,836mV対RHEの半波電位をもつPt様酸素還元反応(ORR)活性を示し,10mAcm-2を達成するために313mVの低過電圧を要求する優れた酸素発生反応(OER)を示した。結果として,組み立てられた再充電可能な亜鉛-空気電池(ZABs)は,市販のPt/C-IrO_2より1.8倍高い電力密度で実行され,性能における最小の劣化を伴う2300サイクルに対してこれを維持する。全固体-固体ZABsの電池性能は,市販のPt/C-IrO_2システムの性能よりも優れており,電気化学的にNH_3を発生させるために,OER-NRR結合素子を出力することができる。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： 吸着 ,  陽子 ,  *炭素 ,  *窒素 ,  *ホウ素 ,  過電圧 ,  活性部位 ,  *ドーピング ,  電解質 ,  *電極触媒 ,  半波電位
準シソーラス用語： *ヘテロ原子 ,  電極触媒活性 ,  窒素ドーピング ,  *再充電 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (1件)： 電気化学反応  (CB07050F)

タイトルに関連する用語 (12件)： 再充電 ,  亜鉛-空気電池 ,  窒素 ,  還元反応 ,  ロバスト ,  電極触媒 ,  ホウ素 ,  フッ素 ,  ドープ ,  炭素 ,  ヘテロ原子 ,  同定