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【24h】

Enhancement of nitrogen self- doped nanocarbons electrocatalyst via tune- up solution plasma synthesis

机译：通过调节溶液血浆合成增强氮自掺杂纳米烃电催化剂

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摘要

The development of a metal-free carbon based electrocatalyst for the oxygen reduction reaction (ORR) is an essential issue for energy conversion systems. Herein, we suggest a tune-up solution plasma (SP) synthesis based on a simple one-step and cost-effective method to fabricate nitrogen self-doped graphitic carbon nanosheets (NGS) as an electrocatalyst. This novel strategy using a low-pass filter circuit provides plasma stability and energy control during discharge in pyridine, determining the graphitic structure of nanocarbons doped with nitrogen. Notably, NGS have a relatively high surface area (621 m(2) g(-1)), and high contents of nitrogen bonded as pyridinic-N and pyrrolic-N of 55.5 and 21.3%, respectively. As an efficient metal-free electrocatalyst, NGS exhibit a high onset potential (-0.18 V vs. Ag/AgCl) and a 3.8 transferred electron pathway for ORR in alkaline solution, as well as better long-term durability (4% current decrease after 10000 s of operation) than commercial Pt/C (22% current drop). From this point of view, the nitrogen self-doped graphitic carbon nanosheet material synthesized using the tune-up SP system is a promising catalyst for the ORR, as an alternative to a Pt catalyst for application in energy conversion devices.
机译：用于氧还原反应（ORR）的无金属碳基电催化剂的发展是能量转换系统的必要问题。在此，我们提示基于简单的一步和经济有效的方法来制造旋转溶液（SP）合成，以制造作为电催化剂的氮自掺杂石墨碳纳米片（NGS）。这种使用低通滤波器电路的新型策略提供了在吡啶的放电期间的等离子体稳定性和能量控制，确定掺杂氮气的纳米碳的石墨结构。值得注意的是，NGS具有相对高的表面积（621m（2 )g（-1）），以及分别为吡啶-N和吡咯的氮气的高含量分别为55.5和21.3％。作为一种有效的无金属电催化剂，NGS表现出高发起电位（-0.18V与Ag / AgCl）和3.8转移的电子通路，用于碱性溶液中的ORR，以及更好的长期耐久性（4％的电流下降10000秒的操作）比商业Pt / c（22％电流下降）。从该观点来看，使用Tune-Up SP系统合成的氮自掺杂石墨碳纳米片材是ORR的有希望的催化剂，作为用于在能量转换装置中施加的PT催化剂的替代品。

著录项

  • 来源
    《RSC Advances》 |2018年第62期|共9页
  • 作者

    Lee SeungHyo; Saito Nagahiro;

  • 作者单位

    Nagoya Univ Grad Sch Mat Engn Chikusa Ku Furo Cho Nagoya Aichi Japan;

    Nagoya Univ Grad Sch Mat Engn Chikusa Ku Furo Cho Nagoya Aichi Japan;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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