Pyrolysis-free Strategy of Covalent Organic Polymers-based Oxygen Reduction Electrocatalytic Materials

doi:10.7503/cjcu20220715

Abstract

Abstract:

High-efficient， low-cheap and long-durable cathodic electrocatalysts for oxygen reduction reaction（ORR） play an important role in the global introduction of hydrogen energy technology to assist in achieving carbon neutrality targets. Recent years， great improvements have been witnessed in the ORR catalytic activity and stability of non- noble metal catalysts. Covalent organic polymers（COPs） have leapt to the forefront as an ideal material platform for molecular structure tailoring due to their adjustable porosity， modifiable backbone and periodically arranged ordered structure. However， the unpredictable structural changes and the ambiguous active sites under the commonly adopted pyrolysis strategies have hindered the in-depth exploration of the catalytic mechanism. The pyrolysis-free strategy has arisen to take full advantage of the customizable nature of COPs-based materials. The precisely controllable structure of pyrolysis-free COPs-based materials can provide an ideal model for the study of catalytic mechanisms， which can in turn guide the design of ORR catalysts with better catalytic performance and further facilitate the macro- preparation of materials. Here， this review intended to analyze the ORR mechanism in depth from the source， and gradually generalize the design principles and synthesis strategies of structurally well-defined pyrolysis-free COPs-based materials. Then， combining with representative literatures， the factors influencing the electrocatalytic performance of pyrolysis-free COPs-based materials were analyzed， and the research progress of pyrolysis-free strategies in the ORR field was systematically described. Finally， the research works of our group on pyrolysis-free COPs-based oxygen reduction electrocatalytic materials were summarized， and the development prospects and challenges of pyrolysis-free technologies were discussed in the outlook.

Key words: Pyrolysis-free strategy, Covalent organic polymer, Oxygen reduction reaction, Catalytic mechanism

CLC Number:

O646

TrendMD:

BAO Chunzhu, XIANG Zhonghua. Pyrolysis-free Strategy of Covalent Organic Polymers-based Oxygen Reduction Electrocatalytic Materials[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(5): 20220715.

Figures/Tables 11

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