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Low Loading of RhxP and RuP on N, P Codoped Carbon as Two Trifunctional Electrocatalysts for the Oxygen and Hydrogen Electrode Reactions
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2018-08-13 , DOI: 10.1002/aenm.201801478 Qing Qin 1 , Haeseong Jang 2 , Lulu Chen 1 , Gyutae Nam 2 , Xien Liu 1 , Jaephil Cho 2
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2018-08-13 , DOI: 10.1002/aenm.201801478 Qing Qin 1 , Haeseong Jang 2 , Lulu Chen 1 , Gyutae Nam 2 , Xien Liu 1 , Jaephil Cho 2
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Reducing the consumption of noble metals in energy devices, such as fuel cells, zinc–air batteries, and water splitting cells, is a core issue for achieving an environmentally sustainable society. Herein, two highly efficient electrocatalysts are synthesized, composed of N, P codoped carbon (NPC) modified with noble metals phosphides (RhxP/NPC and RuP/NPC) through pyrolysis of a mixture of RhCl3 · xH2O or RuCl3 · xH2O, respectively, with phytic acid. Unlike the reported rhodium and ruthenium phosphides, RhxP/NPC and RuP/NPC have a low loading of Rh (≈0.4 wt%) and Ru (≈0.5 wt%) and yet still exhibit excellent trifunctional activities for oxygen reduction, oxygen evolution, and hydrogen evolution reactions. For hydrogen evolution, RhxP/NPC shows a Pt‐like activity and excellent durability in acidic medium. Notably, RuP/NPC becomes more active after 2000 cycles in the durability test. For oxygen reduction, both of the catalysts show a half‐wave potential of 0.89 V, which is positively shifted 40 mV relative to that of Pt/C (0.85 V) in 0.1 m KOH. In addition, RhxP/NPC and RuP/NPC also exhibit activities superior to that of IrO2 in oxygen evolution. Finally, zinc–air batteries and water splitting cells assembled with RhxP/NPC and RuP/NPC catalysts display good performance.
中文翻译：
低氧的RhxP和RuP负载在N，P共掺杂碳上作为氧和氢电极反应的两种三官能电催化剂
减少能源设备（例如燃料电池，锌空气电池和水分解电池）中的贵金属消耗，是实现环境可持续社会的核心问题。在此，合成了两种高效的电催化剂，它们是由RhCl 3 · x H 2 O或RuCl的混合物热解后，由经贵金属磷化物（Rh x P / NPC和RuP / NPC）改性的N，P共掺杂碳（NPC）组成的3 · x H 2 O，分别与植酸。与报道的铑和钌的磷化物不同，Rh xP / NPC和RuP / NPC的Rh（≈0.4wt％）和Ru（≈0.5wt％）的负载量很低，但仍具有出色的三功能活性，可用于氧还原，氧释放和氢释放反应。对于析氢，Rh x P / NPC在酸性介质中表现出类似Pt的活性和出色的耐久性。值得注意的是，在耐久性测试中，RuP / NPC在2000次循环后变得更加活跃。为了减少氧气，两种催化剂均显示0.89 V的半波电势，相对于0.1 m KOH中的Pt / C（0.85 V）的电势，其正移40 mV 。此外，Rh x P / NPC和RuP / NPC在氧气析出方面也表现出优于IrO 2的活性。最后，将锌-空气电池和水分离电池与Rh x组装在一起P / NPC和RuP / NPC催化剂表现出良好的性能。
更新日期：2018-08-13
中文翻译：
低氧的RhxP和RuP负载在N，P共掺杂碳上作为氧和氢电极反应的两种三官能电催化剂
减少能源设备（例如燃料电池，锌空气电池和水分解电池）中的贵金属消耗，是实现环境可持续社会的核心问题。在此，合成了两种高效的电催化剂，它们是由RhCl 3 · x H 2 O或RuCl的混合物热解后，由经贵金属磷化物（Rh x P / NPC和RuP / NPC）改性的N，P共掺杂碳（NPC）组成的3 · x H 2 O，分别与植酸。与报道的铑和钌的磷化物不同，Rh xP / NPC和RuP / NPC的Rh（≈0.4wt％）和Ru（≈0.5wt％）的负载量很低，但仍具有出色的三功能活性，可用于氧还原，氧释放和氢释放反应。对于析氢，Rh x P / NPC在酸性介质中表现出类似Pt的活性和出色的耐久性。值得注意的是，在耐久性测试中，RuP / NPC在2000次循环后变得更加活跃。为了减少氧气，两种催化剂均显示0.89 V的半波电势，相对于0.1 m KOH中的Pt / C（0.85 V）的电势，其正移40 mV 。此外，Rh x P / NPC和RuP / NPC在氧气析出方面也表现出优于IrO 2的活性。最后，将锌-空气电池和水分离电池与Rh x组装在一起P / NPC和RuP / NPC催化剂表现出良好的性能。
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