痕量溴离子大用处，孙世刚院士/姜艳霞/黄蕊最新Nature Communications！

催化计 · 公众号 · · 2024-08-30 20:03

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电催化讨论群-1： 529627044

将昂贵且稀有的 Pt 替换为 M-N-C 催化剂用于 ORR 电催化构筑质子交换膜燃料电池目前受限于催化活性不足的问题。

有鉴于此， 厦门大学孙世刚院士、姜艳霞教授、黄蕊博士等 报道优化碳结构和 Fe-N ₄ 位点的配位环境，得到高活性 Fe-N-C 催化剂。

通过关键的高温 NH ₄ Cl 和 NH ₄ Br 处理，不仅增强 Fe-N ₄ 的本征活性和活性位点密度，而且引入大量的缺陷位点，痕量 Br 离子，并且形成介孔碳结构。

界面 Br 离子能够显著的改善离子交联聚合物和催化剂粒子之间的相互作用，从而增强离子交联聚合物的渗透，优化三相界面处的 O ₂ 传输和电荷转移。在 80 ℃ 的 H ₂ -O ₂ 燃料电池中，在 0.9 V 实现了 1.86 W cm ^-2 的峰值功率密度和 54 mA cm ^-2 的交换电流密度。这项研究展示了调控界面微环境的重要作用。

Yin, S., Chen, L., Yang, J.et al. A Fe-NC electrocatalyst boosted by trace bromide ions with high performance in proton exchange membrane fuel cells. Nat Commun 15, 7489 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-51858-w

https://www.nature.com/articles/s41467-024-51858-w

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光催化群-2： 927909706

均相催化与酶催化群-2： 929342001

纳米催化群-1： 256363607

多孔材料群-2： 813094255

理论计算群-2： 863569400