izpis_h1_title_alt

Correlating oxygen functionalities and electrochemical durability of carbon supports for electrocatalysts
ID Pavko, Luka (Avtor), ID Gatalo, Matija (Avtor), ID Đukić, Tina (Avtor), ID Ruiz-Zepeda, Francisco (Avtor), ID Surca, Angelja Kjara (Avtor), ID Šala, Martin (Avtor), ID Maselj, Nik (Avtor), ID Jovanovič, Primož (Avtor), ID Bele, Marjan (Avtor), ID Finšgar, Matjaž (Avtor), ID Genorio, Boštjan (Avtor), ID Hodnik, Nejc (Avtor), ID Gaberšček, Miran (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (7,36 MB)
MD5: 4F01979FE4F97CC46B64DC11C36A1C85
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622323007030 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Achieving high durability of the polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell catalysts remains a major challenge. While most of the research focuses on the active phase, carbon support remains overlooked. In this study durability of carbon support materials for Pt alloy nanoparticles is critically evaluated. First graphene derivative (GD) based carbon supports with different chemical properties are prepared and utilized along with widely used commercial carbon black (CB) material. High-temperature electrochemical accelerated degradation tests (HT-ADTs) combined with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) show that the total amount of oxygen functionalities, the type of oxygen functionalities, and sp$^2$ carbon content play a crucial role in carbon support durability. The observations were confirmed with the direct online measurements of carbon corrosion via an advanced in-situ technique – an electrochemical cell coupled with a mass spectrometer (EC-MS). We report that increasing the content of sp$^2$ carbon and decreasing carboxyl functional groups have the most beneficial effect on stability. The study provides important guidelines for tailoring the carbon support properties and their relationship to the durability of the electrocatalyst, which could be crucial for producing more stable catalysts and achieving the Department of Energy’s fuel cell system lifetime targets. Moreover, the innovative carbon design approach presented here could be applied in other fields such as batteries, supercapacitors, sensors and others.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:PEMFC, carbon support, durability, stability, oxygen functionalities, carboxyl, reduced graphene oxide, fuel cells
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2023
Št. strani:11 str.
Številčenje:Vol. 215, art. 118458
PID:20.500.12556/RUL-152905 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:620.1:621.352.6
ISSN pri članku:0008-6223
DOI:10.1016/j.carbon.2023.118458 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:165210627 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:11.12.2023
Število ogledov:832
Število prenosov:60
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Carbon
Skrajšan naslov:Carbon
Založnik:Elsevier
ISSN:0008-6223
COBISS.SI-ID:3267599 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY-NC-ND 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno-Brez predelav 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.sl
Opis:Najbolj omejujoča licenca Creative Commons. Uporabniki lahko prenesejo in delijo delo v nekomercialne namene in ga ne smejo uporabiti za nobene druge namene.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:PEMFC, ogljikovi nosilci, stabilnost, kisikove funkcionalne skupine, karboksil, reducirani grafen oksid

Projekti

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0393
Naslov:Napredni materiali za nizkoogljično in trajnostno družbo

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0034
Naslov:Analitika in kemijska karakterizacija materialov ter procesov

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0175
Naslov:Napredna anorganska kemija

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0118
Naslov:Tekstilna kemija in napredni tekstilni materiali

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0423
Naslov:Sodobni akumulatorji kot podpora zelenemu prehodu in elektromobilnosti

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J7-4636
Naslov:Temeljno razumevanje reakcije tvorbe vodika za novo generacijo elektrokatalizatorjev na osnovi niklja v alkalni in kloralkalni elektrolizi

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J1-4401
Naslov:Napredni trendi v ramanski spektroelektrokemiji pri raziskavah katalizatorjev

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:NC-0007
Naslov:Visoko aktivna katoda z ultra nizko vsebnostjo PGM in MEA integracija za sintezo v eno PEMFC celico

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N2-0087
Naslov:Razvoj novih membran in elektrod na osnovi grafena za uporabo v etanolovih gorivnih celicah

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N2-0257
Naslov:Katalizatorji iz intermetalnih platinskih zlitin za izboljšano delovanje visokotemperaturnih PEM gorivnih celic z nižjim nanosom Pt

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:NK-0001
Naslov:Nove okolju sprejemljive tankoplastne prevleke mešanic korozijskih inhibitorjev: njihov mehanizem in uporaba

Financer:EC - European Commission
Program financ.:H2020
Številka projekta:852208
Naslov:Towards Nanostructured Electrocatalysts with Superior Stability
Akronim:123STABLE

Financer:EC - European Commission
Program financ.:H2020
Številka projekta:966654
Naslov:Assessing the Technical and Business Feasibility of Highly-active and Stable Intermetallic Pt-alloy Catalysts for Application in PEMFCs
Akronim:StableCat

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:NATO, Science for Peace and Security
Številka projekta:G5729

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:NIC
Akronim:NICKI

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj