北京化工大学胡传刚团队Chem：筛选、设计和阐明高耐用质子交换膜燃料电池的抗溶解双原子位点

背景：质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应依赖昂贵的Pt基催化剂，而FeNC单原子催化剂虽成本低、活性接近Pt，但在酸性环境中Fe原子易溶解，导致催化剂失活和膜降解，是其实际应用的主要障碍。研究目的：针对Fe基催化剂稳定性差的瓶颈，通过理论计算和实验，开发一种兼具高活性和优异抗溶解性能的双原子催化剂，以提升质子交换膜燃料电池的耐久性。结论：研究团队构建了结构描述符φ，筛选出CrFe双原子位点为最优组合，制备的Cr/FeNC催化剂在酸性氧还原反应中表现出高活性和稳定性，半波电位衰减小，质子交换膜燃料电池实现超长稳定运行，突破了Fe基催化剂活性与稳定性难以兼顾的难题。