첫 번째로, 1,5-diaminonaphthalene과 초소형 팔라듐(Pd) 나노입자들이 도입된 전기화학적으로 환원된 그래핀 옥사이드(ERGO-DAN-Pd)가 성공적으로 합성되었고 직접 알라카인 연료전지에서 산소 환원 반응 향상을 위한 환원전극 촉매로 사용되었다. ERGO-DAN-Pd의 물리적 성질은 다양한 ...
첫 번째로, 1,5-diaminonaphthalene과 초소형 팔라듐(Pd) 나노입자들이 도입된 전기화학적으로 환원된 그래핀 옥사이드(ERGO-DAN-Pd)가 성공적으로 합성되었고 직접 알라카인 연료전지에서 산소 환원 반응 향상을 위한 환원전극 촉매로 사용되었다. ERGO-DAN-Pd의 물리적 성질은 다양한 기기 분석법으로 연구되었다. 형태학적 분석은 초소형 팔라듐 나노입자들이 ERGO-DAN 필름 위에 균일하게 잘 분포되었다는 것을 보여준다. X-선 분석을 통해 DAN과 그래핀 시트의 성공적인 공유결합성 기능화를 확인했다. 0.1 M KOH 전해액에서 산소환원반응에 대한 ERGO-DAN-Pd의 전기화학적 촉매 활성이 다른 전극들과 비교해서 탁월하다. 더욱이, ERGO-DAN-Pd 촉매에서 DAFCs 적용을 위한 산소환원반응이 4전자반응으로 진행되며, Pt/C보다 더 나은 안정성과 내구성을 가진 전기화학적 촉매임을 확인했다. 두 번째로, 팔라듐과 망간 함유량에 변화를 준 여러 G/PdmMn1-mOxBAC가 손쉽고 매우 효율적인 방법으로 합성되었다. 여러 G/PdmMn1-mOxBAC와 Pd/C 그리고 Pt/C 사이에서, G/Pd0.5Mn0.5Ox은 비교적 적은 양의 팔라듐 함유량을 가지면서 가장 뛰어난 전기화학적 성능과 안정성을 보여줬다. 잘 분산된 작은 사이즈의 팔라듐과 망간 합금이 전자의 빠른 전달과 에탄올산화 반응의 뛰어난 전기화학적 반응에 대한 원인이다. 이 연구는 에너지 변환 응용 분야에서 백금 촉매를 대체할 그래핀 기반의 합금 촉매 합성을 준비하는 그룹을 고무할 수 있을 것으로 생각된다.
첫 번째로, 1,5-diaminonaphthalene과 초소형 팔라듐(Pd) 나노입자들이 도입된 전기화학적으로 환원된 그래핀 옥사이드(ERGO-DAN-Pd)가 성공적으로 합성되었고 직접 알라카인 연료전지에서 산소 환원 반응 향상을 위한 환원전극 촉매로 사용되었다. ERGO-DAN-Pd의 물리적 성질은 다양한 기기 분석법으로 연구되었다. 형태학적 분석은 초소형 팔라듐 나노입자들이 ERGO-DAN 필름 위에 균일하게 잘 분포되었다는 것을 보여준다. X-선 분석을 통해 DAN과 그래핀 시트의 성공적인 공유결합성 기능화를 확인했다. 0.1 M KOH 전해액에서 산소환원반응에 대한 ERGO-DAN-Pd의 전기화학적 촉매 활성이 다른 전극들과 비교해서 탁월하다. 더욱이, ERGO-DAN-Pd 촉매에서 DAFCs 적용을 위한 산소환원반응이 4전자반응으로 진행되며, Pt/C보다 더 나은 안정성과 내구성을 가진 전기화학적 촉매임을 확인했다. 두 번째로, 팔라듐과 망간 함유량에 변화를 준 여러 G/PdmMn1-mOxBAC가 손쉽고 매우 효율적인 방법으로 합성되었다. 여러 G/PdmMn1-mOxBAC와 Pd/C 그리고 Pt/C 사이에서, G/Pd0.5Mn0.5Ox은 비교적 적은 양의 팔라듐 함유량을 가지면서 가장 뛰어난 전기화학적 성능과 안정성을 보여줬다. 잘 분산된 작은 사이즈의 팔라듐과 망간 합금이 전자의 빠른 전달과 에탄올 산화 반응의 뛰어난 전기화학적 반응에 대한 원인이다. 이 연구는 에너지 변환 응용 분야에서 백금 촉매를 대체할 그래핀 기반의 합금 촉매 합성을 준비하는 그룹을 고무할 수 있을 것으로 생각된다.
First, 1,5-diaminonaphthalene and ultrasmall palladium nanoparticles (PdNPs) embedded electrochemically reduced graphene oxide (denoted as ERGO-DAN-Pd) was successfully synthesized and employed as a cathode catalyst for enhanced oxygen reduction reaction (ORR) in direct alkaline fuel cells (DAFCs). ...
First, 1,5-diaminonaphthalene and ultrasmall palladium nanoparticles (PdNPs) embedded electrochemically reduced graphene oxide (denoted as ERGO-DAN-Pd) was successfully synthesized and employed as a cathode catalyst for enhanced oxygen reduction reaction (ORR) in direct alkaline fuel cells (DAFCs). The physical properties of ERGO-DAN-Pd were investigated using several instrumental methods. The morphological characterizations demonstrate that the ultrasmall PdNPs were homogeneously dispersed on the ERGO-DAN film. X-ray analysis confirmed the successful covalent functionalization of graphene sheets with DAN. The electrocatalytic activity of ERGO-DAN-Pd towards ORR was excellent compared to other electrodes in 0.1 M KOH electrolyte. Particularly, it showed 1.8 and 2.7 magnitude higher mass activity with large specific activity compared to 20 wt.% Pt/C and nonfunctionalized ERGO/Pd, respectively. Moreover, the reaction kinetic parameters confirmed that the ORR at ERGO-DAN-Pd catalyst was followed by a 4e– process with faster electron transfer rate per O2 with better stability and fuel selectivity than state-of-the-are Pt/C for DAFCs application. Second, A rare combination of graphene (G)-supported palladium and manganese in mixed-oxides binary alloyed catalysts (BACs) have been synthesized with the addition of Pd and Mn metals in various ratios (G/PdmMn1-mOx) through a facile wet-chemical method and employed as an efficient anode catalyst for ethanol oxidation reaction (EOR) in alkaline fuel cells. The as prepared G/PdmMn1-mOx BACs have been characterized by several instrumental techniques; the transmission electron microscopy images show that the ultrafine alloyed nanoparticles (NPs) are excellently monodispersed onto the G. The Pd and Mn in G/PdmMn1-mOx BACs have been alloyed homogeneously, and Mn presents in mixed-oxidized form that resulted by X-ray diffraction. The electrochemical performances, kinetics and stability of these catalysts toward EOR have been evaluated using cyclic voltammetry in 1 M KOH electrolyte. Among all G/PdmMn1-mOx BACs, the G/Pd0.5Mn0.5Ox catalyst has shown much superior mass activity and incredible stability than that of pure Pd catalysts (G/Pd1Mn0Ox, Pd/C and Pt/C). The well dispersion, ultrafine size of NPs and higher degree of alloying are the key factor for enhanced and stable EOR electrocatalysis on G/Pd0.5Mn0.5Ox.
First, 1,5-diaminonaphthalene and ultrasmall palladium nanoparticles (PdNPs) embedded electrochemically reduced graphene oxide (denoted as ERGO-DAN-Pd) was successfully synthesized and employed as a cathode catalyst for enhanced oxygen reduction reaction (ORR) in direct alkaline fuel cells (DAFCs). The physical properties of ERGO-DAN-Pd were investigated using several instrumental methods. The morphological characterizations demonstrate that the ultrasmall PdNPs were homogeneously dispersed on the ERGO-DAN film. X-ray analysis confirmed the successful covalent functionalization of graphene sheets with DAN. The electrocatalytic activity of ERGO-DAN-Pd towards ORR was excellent compared to other electrodes in 0.1 M KOH electrolyte. Particularly, it showed 1.8 and 2.7 magnitude higher mass activity with large specific activity compared to 20 wt.% Pt/C and nonfunctionalized ERGO/Pd, respectively. Moreover, the reaction kinetic parameters confirmed that the ORR at ERGO-DAN-Pd catalyst was followed by a 4e– process with faster electron transfer rate per O2 with better stability and fuel selectivity than state-of-the-are Pt/C for DAFCs application. Second, A rare combination of graphene (G)-supported palladium and manganese in mixed-oxides binary alloyed catalysts (BACs) have been synthesized with the addition of Pd and Mn metals in various ratios (G/PdmMn1-mOx) through a facile wet-chemical method and employed as an efficient anode catalyst for ethanol oxidation reaction (EOR) in alkaline fuel cells. The as prepared G/PdmMn1-mOx BACs have been characterized by several instrumental techniques; the transmission electron microscopy images show that the ultrafine alloyed nanoparticles (NPs) are excellently monodispersed onto the G. The Pd and Mn in G/PdmMn1-mOx BACs have been alloyed homogeneously, and Mn presents in mixed-oxidized form that resulted by X-ray diffraction. The electrochemical performances, kinetics and stability of these catalysts toward EOR have been evaluated using cyclic voltammetry in 1 M KOH electrolyte. Among all G/PdmMn1-mOx BACs, the G/Pd0.5Mn0.5Ox catalyst has shown much superior mass activity and incredible stability than that of pure Pd catalysts (G/Pd1Mn0Ox, Pd/C and Pt/C). The well dispersion, ultrafine size of NPs and higher degree of alloying are the key factor for enhanced and stable EOR electrocatalysis on G/Pd0.5Mn0.5Ox.
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