【Nature】深圳大学杰青王丹团队重磅：铁基纳米HoMS突破非贵H₂-O₂燃料电池性能天花板

背景：质子交换膜燃料电池（PEMFC）因依赖贵金属铂催化剂而面临成本高和资源有限的问题，铁/氮-碳（Fe/N-C）材料作为替代品仍存在活性位点暴露不足、中间体吸附-脱附矛盾及Fenton反应导致的耐久性差等挑战。研究目的：深圳大学王丹团队旨在通过设计“外刚内柔”的曲面铁单原子分层防护体系（CS Fe/N-C），利用中空多壳层结构（HoMS）优化曲率半径，打破氧还原反应（ORR）的标度关系，提升催化活性和稳定性。结论：该催化剂在PEMFC中实现了0.75 W cm⁻²的峰值功率密度和300小时运行后86%的活性保持率，突破了非贵金属催化剂的性能瓶颈，为燃料电池催化剂设计提供了新范式。