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01.01.2014 | Ausgabe 2/2014

Journal of Materials Science 2/2014

Fe/Co/C–N nanocatalysts for oxygen reduction reaction synthesized by directly pyrolyzing Fe/Co-doped polyaniline

Zeitschrift:
Journal of Materials Science > Ausgabe 2/2014
Autoren:
Qingfeng Yi, Yuhui Zhang, Xiaoping Liu, Bailin Xiang, Yahui Yang

Abstract

Development of precious metal-free catalysts for oxygen reduction reaction (ORR) is of great significance for the practical application of fuel cells. In this article, we report the finding that the C–N composites containing Fe and/or Co (C–PANI, Fe/C–PANI, Co/C–PANI, and FeCo/C–PANI), produced by directly pyrolyzing the Fe- and/or Co-doped polyaniline (PANI) precursors, show efficient electroactivity for ORR both in acidic and in alkaline media. Among the prepared catalysts, Fe/C–PANI and Co/C–PANI present the most positive ORR onset potential that is 0.61 V (vs. SCE) in 0.5 mol L−1 H2SO4 solution or −0.1 V (vs. SCE) in 1 mol L−1 NaOH solution. In addition, the Fe/C–PANI catalyst shows the largest limiting-diffusion current density for ORR both in acidic and in alkaline media. A four-electron reaction of ORR on the Fe/C–PANI and Co/C–PANI catalysts is more dominant than a two-electron reaction. Fe/C–PANI catalyst also presents good electrocatalytic activity stability for ORR both in acidic and in alkaline media.

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