JACS：揭示原子分散Fe-N-C ORR催化剂的稳定性影响因素

本文研究了原子级分散Fe-N-C氧还原催化剂在酸性环境下的稳定性问题。背景方面，质子交换膜燃料电池（PEMFC）中催化剂的耐久性是关键挑战。研究目的为揭示Fe-N-C催化剂的降解机制。通过综合实验与理论计算，发现降解受酸性环境、氧气和活性氧物种共同驱动，分为初期快速和后续缓慢两个阶段，明确了局部碳氧化与活性位点脱金属的作用，并指出FeN₄C₁₂位点比FeN₄C₁₀更易脱金属。结论指出，提升稳定性需构建更稳定位点、抑制碳氧化并清除活性氧物种，该机理在相关催化剂中具有普适性，为理性设计高稳定性催化剂提供了指导。