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Unravelling the Role of Metallic Cu in Cu-CuFe2O4/C Nanohybrid for Enhanced Oxygen Reduction Electrocatalysis
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-03-23 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsaem.0c00006 Biraj Jyoti Borah 1 , Yusuke Yamada 2 , Pankaj Bharali 1
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-03-23 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsaem.0c00006 Biraj Jyoti Borah 1 , Yusuke Yamada 2 , Pankaj Bharali 1
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Interface engineering of metal and semiconductive spinel oxides is an efficient approach to improve conductivity and ultimately boosting electrocatalytic property. Herein, we present the synthesis of Cu-CuFe2O4 nanohybrid coupled with conductive carbon (Cu-CuFe2O4/C) as a highly efficient electrocatalyst for oxygen reduction reaction (ORR). The metallic Cu and semiconductive oxide CuFe2O4 interface provides better electronic conductivity, and carbon matrix offers conductive support for electron/ion transfer process. Consequently, the Cu-CuFe2O4/C electrode exhibits superior current density (4.35 mA cm–2) in comparison to the standard Pt/C (3.81 mA cm–2) along with other catalyst systems toward ORR. Thus, the nanohybrid that combines the advantages of metallic Cu and chemical interaction of carbon matrix along with its magnetic behavior establishes remarkable enhancement in ORR activity. Furthermore, it also exhibits superior mechanical and electrochemical stability compared to that of Pt/C. Thus, the unique structural design offers a new approach for the fabrication of magnetic metal-oxides electrodes with enhanced ORR performance via interface engineering.
中文翻译：
阐明金属铜在Cu- CuFe 2 O 4 / C纳米杂化物中增强氧还原电催化作用
金属和半导体尖晶石氧化物的界面工程是提高电导率并最终提高电催化性能的有效方法。在这里，我们提出了Cu-CuFe 2 O 4纳米杂化体与导电碳（Cu-CuFe 2 O 4 / C）偶联的合成方法，作为一种高效的氧还原反应（ORR）电催化剂。金属铜和半导体氧化物CuFe 2 O 4界面提供了更好的电子导电性，而碳基体为电子/离子转移过程提供了导电支持。因此，Cu-CuFe 2 O 4 / C电极表现出优异的电流密度（4.35 mA cm –2）与标准Pt / C（3.81 mA cm –2）以及其他针对ORR的催化剂体系相比。因此，结合了金属铜和碳基质的化学相互作用以及其磁行为的优点的纳米混杂物建立了ORR活性的显着提高。此外，与Pt / C相比，它还具有优异的机械和电化学稳定性。因此，独特的结构设计为通过接口工程制造具有增强的ORR性能的磁性金属氧化物电极提供了一种新方法。
更新日期：2020-03-23
中文翻译：
阐明金属铜在Cu- CuFe 2 O 4 / C纳米杂化物中增强氧还原电催化作用
金属和半导体尖晶石氧化物的界面工程是提高电导率并最终提高电催化性能的有效方法。在这里，我们提出了Cu-CuFe 2 O 4纳米杂化体与导电碳（Cu-CuFe 2 O 4 / C）偶联的合成方法，作为一种高效的氧还原反应（ORR）电催化剂。金属铜和半导体氧化物CuFe 2 O 4界面提供了更好的电子导电性，而碳基体为电子/离子转移过程提供了导电支持。因此，Cu-CuFe 2 O 4 / C电极表现出优异的电流密度（4.35 mA cm –2）与标准Pt / C（3.81 mA cm –2）以及其他针对ORR的催化剂体系相比。因此，结合了金属铜和碳基质的化学相互作用以及其磁行为的优点的纳米混杂物建立了ORR活性的显着提高。此外，与Pt / C相比，它还具有优异的机械和电化学稳定性。因此，独特的结构设计为通过接口工程制造具有增强的ORR性能的磁性金属氧化物电极提供了一种新方法。
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