通过在原子分散铁周围调整外部化气来促进氧降解反应
Ning Sun1,2, Sen Ru3, Chao Zhang1,2
1MOE International Joint Laboratory of Materials Microstructure, Institute for New Energy Materials and Low Carbon Technologies, School of Materials Science and Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China.
Fundamental research
|August 8, 2025
概括
具有调节协调的铁单原子位点催化剂 (SAC) 显示了增强的氧降解反应 (ORR) 活性. 这项研究介绍了一种新的催化剂FeN4-PR-GN,其性能优于燃料电池的白金催化剂.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 基催化剂是氧降解反应 (ORR) 的标准,但价格昂贵.
- 铁单原子位点催化剂 (Fe SAC) 提供了一个有希望的替代品,重点是协调.
- 在Fe SAC中二次协调原子的作用仍未得到充分研究.
研究的目的:
- 为了研究二次协调原子对ORR的Fe SACs的影响.
- 开发一种策略,以调整Fe SACs周围的外部兴奋剂.
- 为燃料电池应用设计和合成高性能Fe SAC.
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 计算以建模FeN4结构.
- 一个两步合成策略,涉及内部封装和表面吸附.
- 在性电解质中合成的催化剂的电化学表征.
主要成果:
- DFT确定FeN4-PR-GN (pyrrolic-N和graphitic-N协调) 是ORR的最佳选择.
- 合成的FeN4-PR-GN催化剂表现出0.92V的高半波潜力与RHE相比.
- 催化剂显示出出色的ORR活动和稳定性,超过了商业Pt/C.
结论:
- 调整二次协调可以显著提高Fe SAC中的ORR性能.
- 开发的合成策略为先进的SAC提供了一个简单的途径.
- FeN4-PR-GN是燃料电池应用中的高效和稳定的催化剂.


