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该研究设计和开发了一种新型的Fe/N-C催化剂，用于质子交换膜燃料电池中的高活性和耐久性氧还原反应催化。该催化剂由分散在二维碳层上的大量纳米颗粒组成，其中单个铁原子位点主要嵌入纳米颗粒的内曲面内。石墨化外碳层有效削弱了氧化反应中间体的结合强度，并降低了羟基自由基的产生率，从而实现了高活性和耐久性。实验结果显示，该催化剂在1.0 bar H2-空气条件下实现了0.75W cm−2的高功率密度，并在连续运行300小时后保持86%的活性。这一研究为高性能催化剂在能源领域的应用提供了新的策略。