Recent progress on mechanisms, principles, and strategies for high‐activity and high‐stability non‐PGM fuel cell catalyst design
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The commercialization of a polymer membrane H2–O2 fuel cell and its widespread use call for the development of cost‐effective oxygen reduction reaction (ORR) nonplatinum group metal (NPGM) catalysts. Nevertheless, to meet the requests for the real‐world fuel cell application and replacing platinum catalysts, it still needs to address some challenges for NPGM catalysts regarding the sluggish ORR kinetics in the cathode and their poor durability in acidic environment. In response to these issues, numerous efforts have been made to study NPGM catalysts both theoretically and experimentally, developed these into the atomically dispersed coordinated metal–nitrogen–carbon (M–N–C) form over the past decades. In this review, we present a comprehensive summary of recent advancements on NPGM catalysts with high activity and durability. Catalyst design strategies in terms of optimizing active‐site density and enhancing catalyst stability against demetalization and carbon corrosion are highlighted. It is also emphasized the importance of understanding the mechanisms and principles behind those strategies through a combination of theoretical modeling and experimental work. Especially, further understanding the mechanisms related to the active‐site structure and the formation process of the single‐atom active site under pyrolysis conditions is critical for active‐site engineering. Optimizing the active‐site distance is the basic principle for improving catalyst activity through increasing the catalyst active‐site density. Theoretical studies for the catalyst deactivation mechanism and modeling stable active‐site structures provide both mechanisms and principles to improve the NPGM catalyst durability. Finally, currently remained challenges and perspectives in the future on designing high‐performance atomically dispersed NPGM catalysts toward fuel cell application are discussed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».