Fe-N/C Catalysts Based on Carbon Derived from Waste Tires: Advancing Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Solution

Abstract

Töö käigus sünteesiti üheksa Fe-N/C katalüsaatorit kasutades rehvipurust sünteesitud süsinikmaterjali (C1 või C2, seejuures C2 sisaldas vähem lisandeid ja oli väiksema eripinnaga), Fe-soola, N-ühendit (guanidiinkarbonaat või ditsüaandiamiid) ja poorimoodustajat (ZnCl2 ning kahe materjali puhul ka hüdroksüapatiiti) erinevatel pürolüüsitemperatuuridel (800, 900 või 1000 °C). Materjale uuriti HR-SEM, SEM-EDX, N2 sorptsioon ja XRD meetoditega. Pöörleva ketaselektroodi (RDE) meetodit kasutati materjalide hapniku redutseerumisreaktsiooni (ORR) aktiivsuse määramiseks 0.1 M KOH lahuses. Kõik Fe-N/C katalüsaatorid olid ORR suhtes aktiivsemad kui modifitseerimata süsinikmaterjalid. Leiti, et sünteesiparameetrid mõjutavad oluliselt saadud katalüsaatorite füüsikalisi ja elektrokeemilisi omadusi. Kõige aktiivsemal ORR katalüsaatormaterjalil oli väga hea lainealgus-potenstiaali väärtus (Eonset = 0.92 V vs RHE).