燃料电池作为高效、清洁的电化学能源转换技术，可将燃料的化学能直接转化为电能，具有能量转化效率高、环境污染小等优点。但是，燃料电池商业化应用受到阴极氧还原反应动力学的制约。目前，铂基催化剂成本高昂、资源稀缺，因此开发低成本、高性能的非贵金属替代材料成为热点。近年来，铁-氮-碳（FeNC）单原子催化剂具备高活性和原子级分散等特性，展现出替代铂基催化剂的潜力。而该类催化剂在实际应用环境中稳定性不足，特别是在不同pH条件下表现出性能差异，其背后的机理尚不明确，制约其实际应用。
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员苏东团队，联合西安交通大学教授苏亚琼、北京航空航天大学教授水江澜等，将多种先进原位表征技术与理论计算结合，在原子尺度上揭示了FeNC催化剂在酸性和碱性环境中的差异化降解机制。研究设计了交叉环境测试方法，发现催化剂在酸性环境中降解后，在碱性条件下仍能保持优异活性，反之亦然，这表明不同pH环境中的失活路径存在本质差异。
研究团队综合运用准原位电镜、电子能量损失谱和穆斯堡尔谱等分析手段，明确了降解机制的关键差异：酸性条件下以铁活性位点的溶出为主；碱性条件下以碳载体腐蚀为主导，导致材料长程有序性下降。进一步，理论计算从机理上阐明，酸性环境中铁中心为主要活性位点，碱性环境中羟基吸附使铁位点钝化，且邻近碳原子成为活性主导。基于上述认识，团队通过前驱体工艺调控，验证了“铁中心主导酸性稳定性、碳基底决定碱性耐久性”设计策略，为针对不同燃料电池环境开发高性能FeNC催化剂提供了新思路。
上述研究深化了科研人员对非贵金属催化剂失效机制的理解，为设计高稳定性ORR催化剂奠定了科学基础。
相关研究成果发表在《美国化学会志》（JACS）上。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项等的支持。
论文链接
催化剂合成与电化学性能
11月10日，记者从中国地质大学（武汉）获悉，由该校牵头，武汉大学、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、中国科学院武汉岩 “我们愿在中国式现代化的浪潮中为科技强国贡献一份青春力量！” “参与大赛这些年，看着我们在课堂里的知识笔记一步步变成了田野里的实践论文，感慨万分。” 11月13日，教育部在北京召开学习贯彻落实习近平总书记 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 程墨 通讯员 张伟 马颖颖 丁红伟）为推进“南水北调”水源地学校建设，近日，北京市海淀区教委与湖北丹江口市教育局举行“结对共建学校”签约及授牌仪式，北京市一 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 程墨 通讯员 金美妍 柯铭锟 卫琼雨）冠军来了，真的来了！近日，国家前女子跳水运动员、奥运冠军刘蕙瑕分别走进湖北省大冶市茗山中学、中心小学、杨桥小学，开展了3 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 冯丽）近日，由西安交通大学（以下简称“西安交大”）、西安高压电器研究院股份有限公司与西安西电开关电气有限公司产学研深度融合的团队联合研发的“环保型发电机 ◎摘 要 有文化自信的民族，才能立得住、站得稳、行得远。思政课建设要以中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化为力量根基，才能更好地坚定学生的文化自信，厚植思政课的文化底蕴。要遵 。本文链接：研究揭示铁氮碳电催化剂酸碱差异性降解行为与机理http://www.sushuapos.com/show-12-1912-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 离子型硼氧簇基有序结构合成及应用获进展
下一篇： 反射式超表面产生完美涡旋光束研究取得进展