Nanoparticules de cobalt intégrées dans du carbone dopé à l'azote comme catalyseur électrocatalytique bifonctionnel efficace pour les réactions de réduction et d'évolution de l'oxygène

Les catalyseurs à base de cobalt sont des électrocatalyseurs bifonctionnels prometteurs pour les réactions de réduction de l'oxygène et d'évolution de l'oxygène (ORR et OER) dans des piles à hydrogène régénératives unifiées (URFC) fonctionnant avec des électrolytes alcalins. Nous rapportons ici un composite hybride de nanoparticules de cobalt intégrées dans du carbone dopé à l'azote (Co/N-C) via une stratégie de carbonisation solvothermale. Grâce à l'effet synergique provenant du carbone dopé à l'azote et des nanoparticules de cobalt dans le composite, le catalyseur hybride Co/N-C présente une activité catalytique bifonctionnelle très efficace et une excellente stabilité vis-à-vis de l'ORR et de l'OER. La valeur de ΔE (paramètre d'activité de l'électrode à oxygène pour juger de l'activité électrocatalytique globale d'un électrocatalyseur bifonctionnel) pour Co/N-C est de 0,859 V, ce qui est inférieur à ceux de Pt/C et de la plupart des catalyseurs en métal non précieux dans des études précédentes. De plus, le composite Co/N-C présente également une meilleure activité catalytique bifonctionnelle que ses homologues oxydatifs, ce qui pourrait être attribué à la grande surface spécifique et à la capacité efficace de transfert de charge du composite, ainsi qu'à le bon effet synergique entre le carbone dopé à l'azote et les nanoparticules de Co dans le composite Co/N-C.