Fe/N-C催化剂再创新，燃料电池性能再创新高！中科院过程所张锁江院士/王丹等最新Nature

本文介绍了中国科学院过程工程研究所王丹研究员和张锁江院士等人开发的一种新型Fe/N-C催化剂，该催化剂由分布在二维碳层上的石墨化多层纳米突起中的单个铁原子位点组成，称为曲面Fe/N-C（CS Fe/N-C）。该催化剂通过外层碳的保护作用抑制了Fenton反应引起的去金属化，并通过外层氮原子与含氧中间体之间的静电排斥作用减弱了结合强度，从而提高了氧还原反应（ORR）的活性和稳定性。实验结果显示，CS Fe/N-C催化剂在0.1 M HClO4中表现出卓越的ORR性能，半波电位为0.82 V，起始电位为0.94 V，并在质子交换膜燃料电池中实现了0.75 W cm-2的高功率密度，且在连续运行超过300小时后仍保持86%的活性。DFT计算和原位X射线吸收精细结构分析进一步揭示了催化剂的结构和性能关系。