journal article·2025-02-24

MXene-Supported Co–S–N–C Catalysts with Enhanced Oxygen Reduction Reaction Activity for Anion Exchange Membrane Fuel Cells

Wen Huang, Jiawei Zhang, Guoqiang Deng, Guang Zhu, Yaohui Chen, Chenxi Xu, Jigui Cheng

ACS Applied Energy Materials· Volume 8· Issue 4
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Abstract

Anion exchange membrane fuel cells (AEMFCs) have emerged as a promising clean energy technology due to their high efficiency and the potential to eliminate the reliance on precious metal catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) at the cathode. Developing highly efficient nonprecious metal catalysts is crucial for enhancing AEMFC performance. In this study, we report a Co–S–N–C@MXene catalyst through sulfur doping and support loading. This catalyst demonstrates exceptional ORR activity, achieving a half-wave potential ( E 1/2 ) of 0.881 V. After 10,000 cycles of cyclic voltammetry (CV) testing, the E 1/2 showed a minimal decline of only 14 mV, demonstrating excellent durability. Moreover, the AEMFC based on the catalyst achieved a peak power density of 466 mW cm –2 .
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: MXene and MAX Phase Materials · Fuel Cells and Related Materials · Electrocatalysts for Energy Conversion

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

School of Materials Science and Engineering

Hefei University of Technology

Funding

National Natural Science Foundation of China · Anhui Provincial Key Research and Development Plan · Anhui Province scientific and technological research projects

References (74)

Show source-provided references
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4. 10.1016/j.ecmx.2023.10048210.1016/j.ecmx.2023.100482 ↗
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10. 10.1039/D4NR01779J10.1039/D4NR01779J ↗
11. 10.1016/j.nanoen.2022.10746610.1016/j.nanoen.2022.107466 ↗
12. 10.1002/aenm.20220439010.1002/aenm.202204390 ↗
13. 10.1149/2.0421605jes10.1149/2.0421605jes ↗
14. 10.1016/j.jpowsour.2022.23108310.1016/j.jpowsour.2022.231083 ↗
15. 10.1002/aenm.20200198610.1002/aenm.202001986 ↗
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72. 10.1016/j.jpowsour.2024.23547710.1016/j.jpowsour.2024.235477 ↗
73. 10.1149/1945-7111/ac766e10.1149/1945-7111/ac766e ↗
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