磷酸盐辅助Fe-N-C催化剂

近零H₂O₂生成

通过磷酸盐恢复氢键网络促进质子转移，在酸性ORR中几乎消除双电子路径，适用于非贵金属催化剂，显著提升PEMFC寿命并降低成本。

李响 · Chuanqi, Cheng · Gao, Ying · 孔令俊 · 史艳梅 · 张兵

Journal of the American Chemical Society 2025

技术优势

H₂O₂生成近零

磷酸盐恢复氢键网络促进质子转移，使2电子路径被消除，H₂O₂产量降至可忽略不计。

催化剂寿命延长

因H₂O₂引发的芬顿氧化被抑制，催化剂的稳定性在旋转环盘电极和流动池中均得到改善。

通用性强

该策略不仅适用于Fe-N-C，也适用于商业Pt/C甚至以2电子为主的碳催化剂。

应用场景

• 质子交换膜燃料电池：降低阴极H₂O₂副产物，延长膜电极寿命，使非贵金属催化剂可替代铂。
• 氧还原电催化：提供一种普适策略抑制2电子路径，提高ORR四电子选择性。
• 氢燃料电池系统：降低系统因H₂O₂产生的降解损耗，提升氢燃料电池整体寿命和成本效益。