Nature catalysis：质子交换膜燃料电池单原子Co–N–C催化剂的性能增强和降解机理鉴定- 大数跨境

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Nature catalysis：质子交换膜燃料电池单原子Co–N–C催化剂的性能增强和降解机理鉴定

科学材料站

2020-12-30

导读：这项工作报告了一种原子分散的Co和N共掺杂碳（Co–N–C）催化剂，其催化氧还原反应活性与类似合成的Fe–N–C催化剂相当，但具有四倍的耐用性。

文章信息

质子交换膜燃料电池单原子Co–N–C催化剂的性能增强和降解机理鉴定

第一作者：Xiaohong Xie，Cheng He

通讯作者：吴刚*，Vijay Ramani*，Yuyan Shao*

单位：纽约州立大学，美国太平洋西北国家实验室

研究背景

质子交换膜（PEM）燃料电池是高效，清洁的能源转换设备，需要高活性的催化剂才能在阴极进行氧还原反应（ORR）。铂族金属（PGMs）具有最高的ORR活性，目前被用作PEM燃料电池的阴极催化剂。在大规模生产中，它们约占PEM燃料电池总成本的一半，而高成本使其无法大规模应用。

过渡金属和氮共掺杂碳催化剂是PGM催化剂的最有希望的替代品，但它们在酸性介质中效率不高，因为较慢的ORR动力学，并且它们的耐用性不足以用于实际应用。因此，为克服这些问题已经投入了相当大的努力，其中的一部分努力集中在改变催化剂的结构和M–N–C的化学上。

文章简介

近日，纽约州立大学吴刚教授与美国太平洋西北国家实验室Yuyan Shao等合作。在国际顶级期刊 nature catalysis 上发表题为“Performance enhancement and degradation mechanism identification of a single-atom Co–N–C catalyst for proton exchange membrane fuel cells”的研究工作。

这项工作报告了一种原子分散的Co和N共掺杂碳（Co–N–C）催化剂，其催化氧还原反应活性与类似合成的Fe–N–C催化剂相当，但具有四倍的耐用性。