揭示铁氮碳电催化剂酸碱差异性降解行为与机理

燃料电池作为高效清洁的能源转换技术面临阴极氧还原反应动力学制约，亟需开发替代铂基催化剂的高性能非贵金属材料。本研究针对铁氮碳单原子催化剂在不同pH环境中稳定性差异问题，通过交叉环境测试与多尺度表征技术，揭示了酸性条件下以铁活性位点溶出为主、碱性条件下以碳载体腐蚀为主导的差异化降解机制。理论计算表明酸性环境中铁中心为活性主导，碱性环境中羟基吸附导致铁位点钝化。基于此提出了铁中心主导酸性稳定性、碳基底决定碱性耐久性的设计策略，为开发高性能燃料电池催化剂提供了新思路。