燃料电池作为高效、清洁的电化学能源转换技术，可将燃料的化学能直接转化为电能，具有能量转化效率高、环境污染小等优点。但是，燃料电池商业化应用受到阴极氧还原反应动力学的制约。目前，铂基催化剂成本高昂、资源稀缺，因此开发低成本、高性能的非贵金属替代材料成为热点。近年来，铁-氮-碳（FeNC）单原子催化剂具备高活性和原子级分散等特性，展现出替代铂基催化剂的潜力。而该类催化剂在实际应用环境中稳定性不足，特别是在不同pH条件下表现出性能差异，其背后的机理尚不明确，制约其实际应用。
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员苏东团队，联合西安交通大学教授苏亚琼、北京航空航天大学教授水江澜等，将多种先进原位表征技术与理论计算结合，在原子尺度上揭示了FeNC催化剂在酸性和碱性环境中的差异化降解机制。研究设计了交叉环境测试方法，发现催化剂在酸性环境中降解后，在碱性条件下仍能保持优异活性，反之亦然，这表明不同pH环境中的失活路径存在本质差异。
研究团队综合运用准原位电镜、电子能量损失谱和穆斯堡尔谱等分析手段，明确了降解机制的关键差异：酸性条件下以铁活性位点的溶出为主；碱性条件下以碳载体腐蚀为主导，导致材料长程有序性下降。进一步，理论计算从机理上阐明，酸性环境中铁中心为主要活性位点，碱性环境中羟基吸附使铁位点钝化，且邻近碳原子成为活性主导。基于上述认识，团队通过前驱体工艺调控，验证了“铁中心主导酸性稳定性、碳基底决定碱性耐久性”设计策略，为针对不同燃料电池环境开发高性能FeNC催化剂提供了新思路。
上述研究深化了科研人员对非贵金属催化剂失效机制的理解，为设计高稳定性ORR催化剂奠定了科学基础。
相关研究成果发表在《美国化学会志》（JACS）上。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项等的支持。
论文链接
催化剂合成与电化学性能
近日，西安交通大学电气学院王鹏飞教授课题组在高安全钠金属电池领域取得重要进展，团队设计了一种双阴离子配位的具有局部 中新社柏林11月9日电 维也纳消息：当地时间8日，沙特阿卜杜勒阿齐兹亲王国际水奖(Prince Sultan Bin Abdulaziz Internation 本报讯（记者 郑翅）教育部近日印发《2025年全国硕士研究生招生工作管理规定》，部署各地各招生单位做好2025年全国硕士研究生考试招生工作。2025年全国硕士研究生招生考试初试时间为2024年12月21日至22日，考试时长为6小 普通高等学校特殊类型招生是高校考试招生工作的重要组成部分。日前，教育部印发通知，对做好2025年普通高校部分特殊类型招生工作进行部署，要求各地各有关高校深入贯彻党的二十届三中全会和全国教育大会精神，进一步建立 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯（记者 林焕新）学前教育的发展离不开家庭、社会的共同支持。在今天教育部召开的新闻发布会上，记者获悉，学前教育法不仅对幼儿园做好保育和教育工作提出了 ◎摘 要 创新是引领发展的第一动力，在我国现代化建设全局中居于核心地位。高水平研究型大学作为国家创新体系中的重要主体和国家战略科技力量的组成部分，要深刻把握党的二十届三中全会对“构 。本文链接：研究揭示铁氮碳电催化剂酸碱差异性降解行为与机理http://www.sushuapos.com/show-12-1912-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 离子型硼氧簇基有序结构合成及应用获进展
下一篇： 反射式超表面产生完美涡旋光束研究取得进展