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Iron- and nitrogen-doped carbon aerogels made from mesoporous resorcinol-formaldehyde aerogels as Fe-N-C catalyst in HT-PEMFC

Reuter, Torben und Zierdt, Tanja und Müller-Hülstede, Julia und Buschermöhle, Julia und Schonvogel, Dana und Wagner, Peter und Friedrich, Kaspar Andreas und Kröner, Jessica und Schwan, Marina und Milow, Barbara (2025) Iron- and nitrogen-doped carbon aerogels made from mesoporous resorcinol-formaldehyde aerogels as Fe-N-C catalyst in HT-PEMFC. 2025 MRS Fall Meeting, 2025-11-30, Boston, USA.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis Oktober 2026
4MB

Kurzfassung

Carbon aerogels are three-dimensional, open porous solid materials produced via carbonization of organic aerogels based on e.g. resorcinol-formaldehyde polymers. Carbon aerogels exhibit unique properties such as well-controlled pore size distribution, high porosity, large specific surface area, high electrical conductivity and low envelope density. These characteristics make them promising materials for applications in adsorption, catalysis, supercapacitors, fuel cells or batteries. A fuel cell uses the chemical energy of hydrogen or other fuels to cleanly and efficiently produce electricity. Fuel cells are unique in terms of the variety of their potential applications providing power for multiple sectors. Hydrogen fuel cells emit only water, addressing critical climate challenges as there are no carbon dioxide emissions. In polymer electrolyte membrane fuel cells, platinum is used as a catalyst to promote the sluggish oxygen reduction reaction. A suitable alternative to critical raw materials are iron-nitrogen (Fe-Nx) complexes embedded in a porous, carbonaceous structure. Carbon aerogels have a great potential to be used as a carbon host for this purpose. In our previous study, we reported on different synthesis routes to produce Fe-N-C materials made from carbon aerogels [2]. Here, we developed a novel one-pot synthesis route to produce iron- and nitrogen-doped carbon aerogels made from mesoporous resorcinol-formaldehyde aerogels. Within this poster presentation, we will focus on our recent studies showing different synthesis techniques and the results of physicochemical and electrochemical characterization of the doped carbon aerogels using physisorption measurements, scanning and transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction and electrical conductivity measurements. Finally, the electrochemical activity is investigated with the rotating ring-disk electrode. [1] Pekala, R. W. and C. T. Alviso (1992). Carbon Aerogels and Xerogels. MRS Online Proceedings Library. [2] Zierdt, T., et al., ChemSusChem 2024, doi: 10.1002/cssc.202401843

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220879/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Iron- and nitrogen-doped carbon aerogels made from mesoporous resorcinol-formaldehyde aerogels as Fe-N-C catalyst in HT-PEMFC
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Reuter, Torbentorben.reuter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-9980-7551NICHT SPEZIFIZIERT
Zierdt, TanjaTanja.Zierdt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1527-199XNICHT SPEZIFIZIERT
Müller-Hülstede, JuliaJulia.Huelstede (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7822-8425NICHT SPEZIFIZIERT
Buschermöhle, Juliajulia.buschermoehle (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0414-9756NICHT SPEZIFIZIERT
Schonvogel, DanaDana.Schonvogel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2485-740XNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, PeterP.Wagner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, Kaspar AndreasAndreas.Friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kröner, JessicaJessica.Kroener (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwan, MarinaMarina.Schwan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6329-8164NICHT SPEZIFIZIERT
Milow, BarbaraBarbara.Milow (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6350-7728NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Dezember 2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Carbon Aerogel, Fe-N-C catalyst, Oxygen reduction reaction, Mesoporous resorcinol-formaldehyde, characterization
Veranstaltungstitel:2025 MRS Fall Meeting
Veranstaltungsort:Boston, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:30 November 2025
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E VS - Verbrennungssysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe
Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Reuter, Torben
Hinterlegt am:15 Dez 2025 15:56
Letzte Änderung:15 Dez 2025 15:56

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