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。
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催化剂合成与电化学性能
短双歧杆菌CCFM683，是一个专利菌株的名字。它由中国高校历时近10年研究开发，通过进博会与跨国企业合作开展临床试验，推出 金属表面超疏水在自清洁、防腐、减阻和防冰等领域具有潜在的应用价值。当前，金属表面超疏水性能的实现依赖于传统的二元协同设计思想，即在材料表面制作微/纳米结构，进而采用低表面能有机物进行修饰。这种依靠粘附 “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 《中华人民共和国学前教育法》（以下简称学前教育法）第七章详细规定了各级政府及有关部门对学前教育在安全管理、收费管理、经费预算、督导问责、质量评估、信息公开等方面的监管责任，为解决实践 ◎摘 要 发挥高等教育在教育强国建设中的龙头作用，需要完善的高等教育财政政策作为坚实的保障。健全高等教育财政政策，要加大财政投入，建立多元化财政投资机制；调整转移支付体系，增强转移支付的 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 徐德明 通讯员 孙敬 纪宏宇）记者近日从天津市滨海新区教育体育局获悉，天津滨海职业学院代表队在2024年世界职业院校技能大赛总决赛争夺赛“建设工程数字化计 。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
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