elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Metal-Containing Ceramic Composite with in-Situ Grown Carbon Nanotube as a Cathode Catalyst for Anion Exchange Membrane Fuel Cell and Rechargeable Zinc-Air Battery

Moni, Prabu und Pollachini, Maurício Goraiebe und Wilhelm, Michaela und Lorenz, Julian und Harms, Corinna und Murshed, M. Mangir und Rezwan, Kurosch (2019) Metal-Containing Ceramic Composite with in-Situ Grown Carbon Nanotube as a Cathode Catalyst for Anion Exchange Membrane Fuel Cell and Rechargeable Zinc-Air Battery. ACS Applied Energy Materials, 2 (8), Seiten 6078-6086. American Chemical Society (ACS). doi: 10.1021/acsaem.9b01276. ISSN 2574-0962.

[img] PDF - Postprintversion (akzeptierte Manuskriptversion)
2MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1021/acsaem.9b01276

Kurzfassung

The development of new air-breathing cathode catalyst not only addresses the performance of fuel cells and metal-air batteries but also make them cheaper. Herein, we developed a new, metal containing (Ni, Co, Pt and their alloys) ceramic composite as a cathode electrocatalyst for anion exchange membrane fuel cell (AEMFC) and zinc-air battery (ZAB) application. The porous ceramic foams were generated with the help of a sacrificial template method in which polystyrene beads were infiltrated with a polysiloxane precursor. With addition of metal salts into the porous ceramic matrix, the formation of carbon nanotubes (CNTs) by applying catalyst-assisted pyrolysis was facilitated. The in situ grown CNTs in composite ceramic affect the charge transport and drastically improved the electrical conductivity of up to 6 orders in magnitude compared with the bare ceramics (H.A). The best performing Ni-containing ceramics (H.A.Ni) show improved oxygen reduction activity in half-cell measurements and for AEMFC delivered an open-circuit voltage of 0.65 V with a maximum power density of ∼10 mW cm-2. In rechargeable ZAB systems, the H.A.Ni showed excellent battery performance with a specific capacitance of 490 mAh g-1, maximum power density of 110 mW cm-2, and excellent discharge/charge cycle stability over 300 cycles. Results indicate that the presence of CNT and intermetallic silicides such as Ni2Si and Ni31Si12 tunes the electrical properties and enhances the electrocatalytic activity toward oxygen. Thus, the Ni-containing ceramic material is as an excellent cathode catalyst for AEMFC and rechargeable ZAB applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/128902/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Metal-Containing Ceramic Composite with in-Situ Grown Carbon Nanotube as a Cathode Catalyst for Anion Exchange Membrane Fuel Cell and Rechargeable Zinc-Air Battery
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Moni, PrabuUniversity of BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pollachini, Maurício GoraiebeCSIR-Central Electrochemical Research Institute-Madras unitNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wilhelm, MichaelaUniversity of BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lorenz, Julianjulian.lorenz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9936-7667NICHT SPEZIFIZIERT
Harms, Corinnacorinna.harms (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5916-3224NICHT SPEZIFIZIERT
Murshed, M. MangirUniversity of BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rezwan, KuroschUniversität BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 Juli 2019
Erschienen in:ACS Applied Energy Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:2
DOI:10.1021/acsaem.9b01276
Seitenbereich:Seiten 6078-6086
Verlag:American Chemical Society (ACS)
ISSN:2574-0962
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ceramic composite, sacrificial template, in situ growth of CNT, electrocatalyst, AEMFC, ZAB
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:TIG Technologie, Innovation und Gesellschaft
HGF - Programmthema:Erneuerbare Energie- und Materialressourcen für eine nachhaltige Zukunft
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemanalyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnik (alt)
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Brennstoffzellen
Hinterlegt von: Lorenz, Julian
Hinterlegt am:28 Okt 2019 17:38
Letzte Änderung:17 Jul 2020 03:00

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.