Mooste, Marek und Müller-Hülstede, Julia und Schonvogel, Dana und Zierdt, Tanja und Buschermöhle, Julia und Fuhrmann, Killian und Wilhelm, Michaela und Wagner, Peter und Friedrich, K. Andreas (2025) Binary transition metal and ZIF-8 functionalised polymer-derived ceramic catalysts for high temperature PEM fuel cell cathode. Electrochimica Acta, 514, Seite 145620. Elsevier. doi: 10.1016/j.electacta.2024.145620. ISSN 0013-4686.
![]() |
PDF
- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
13MB |
Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468624018553
Kurzfassung
For addressing the clean energy transition, the high-temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFC) are attractive energy conversion devices for the long-range and heavy-duty vehicles, auxiliary power units, and aviation applications. One current drawback inhibiting HT-PEMFC commercialisation is the need for non-precious metal catalyst (NPMC) for oxygen reduction reaction (ORR) at the cathode. Here we propose the polymer derived ceramics (PDC) based material silicon oxycarbide (SiOC) with double transition metal (TM) doping and N-functionalisation for the NPMC preparation. The catalysts prepared with zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) as a N source exhibited high specific surface area, hierarchical porosity, and presence of TM (alloy) nanoparticles together with atomically dispersed TMs. The highest activity towards the ORR was observed in the case of Fe/Co containing and acid leached catalyst material (CoFe-N-SiOCa) exhibiting the highest long-term durability in 0.5 M H3PO4 solution and the best performance during the GDE testing in conc. H3PO4 at 160 °C. During HT-PEMFC testing, the open circuit voltage of 768 mV and power density at 100 mA cm�2 of 34 mW cm�2 with CoFe-N-SiOCa cathode were registered.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/211803/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Binary transition metal and ZIF-8 functionalised polymer-derived ceramic catalysts for high temperature PEM fuel cell cathode | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Datum: | 20 Februar 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Electrochimica Acta | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 514 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1016/j.electacta.2024.145620 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seite 145620 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0013-4686 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Electrocatalysis, Oxygen reduction reaction, Non-precious metal catalyst, High-temperature PEMFC, Dual-atom catalysts, ZIF-8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Materialien und Technologien für die Energiewende | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Chemische Energieträger | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | E SP - Energiespeicher | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | E - Elektrochemische Prozesse | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Oldenburg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Schonvogel, Dr. Dana | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 20 Jan 2025 10:04 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 17 Feb 2025 09:15 |
Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags