Highly Active and Durable Metal‐Free Carbon Catalysts for Anion‐Exchange Membrane Fuel Cells
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The development of highly active and durable platinum‐free oxygen reduction reaction (ORR) catalysts is of vital importance for the practical application of anion‐exchange membrane fuel cells (AEMFCs). Herein, a metal‐free carbon catalyst (marked as NDPC‐1000) with a graphitic N‐regulating defect structure is specifically designed and developed for AEMFCs by integrating theoretical calculations and experiments. Density functional theory calculations first reveal that the graphitic N can tailor the charge density of pentagon and armchair defects to reach the top of the adsorption energy‐activity volcano plot, while the enhanced durability is attributed to the high dissociation energy of the CN covalent bond. Under this guidance, the synthesized NDPC‐1000 demonstrates its high ORR activity and durability in alkaline media. With H 2 /O 2 reacting gases, the AEMFC with this catalyst as the cathode delivers a peak power density of 913 mW cm −2 . Unprecedented fuel cell durability is verified via continuous operation over 100 h at 0.25 A cm −2 with only a voltage decay of ≈25%, which is the greatest among all reported metal‐free‐based AEMFCs. Here a theory‐guided experiment strategy is provided for the development of high‐performance and durable ORR catalysts for AEMFCs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».