Direct Methanol Fuel Cell with Porous Carbon-Supported PtRu Single-Atom Catalysts for Coproduction of Electricity and Value-Added Formate
Notice bibliographique
Résumé
Bottlenecks in direct methanol fuel cells (DMFCs) with conventional noble metals as anode catalysts involve the formation of valueless byproducts and carbon dioxide (CO 2 ) emissions. Carbon-supported Pt single atoms have demonstrated high performance in DMFCs. However, the adsorbed intermediates (CO ads ) strongly bind to Pt single-atom sites, resulting in complete methanol oxidation to CO 2 and low power densities. Herein, we have developed a DMFC for CO 2 -emission-free coproduction of electricity and valuable formate using metal organic framework (MOF)-derived N-doped porous carbon-supported PtRu single-atom (referred to as PtRu SA /NPC) catalysts. The DMFC produces current and power densities of 657 mA cm –2 and 97.4 mW cm –2, respectively, at a potential of 0.65 V with a 98.4% Faraday efficiency for formate at 80 °C. Density functional theory (DFT) calculations show that CH 3 OH molecules preferentially adsorb onto the PtRu single atoms, but their oxidation to CO 2 molecules on PtRu SA /NPC is kinetically unfavorable due to the large energy barrier. This study offers a pathway to developing high-performance and CO 2 -emission-free electrocatalysts for DMFCs.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| 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)
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machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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