SiO₂修饰Fe-N₄单原子催化剂

3万次循环衰减仅5 mV

通过植入SiO₂纳米颗粒清除自由基并抑制H₂O₂生成，使单原子Fe-N₄活性位点在ORR中长时间保持稳定。

刘茂松 · Lei, Zhihao · Xianhe, Lv · Xiaoxue, Song · Zhang, Long · 李顺 · Sun, Tao · 李丽 · Yee Wong, Siew · Li, Xu · 夏广杰 · 张建明 · Sun, Shuhui

Nature Communications 2025

具体参数

半波电位衰减

{'zh': '5', 'en': '5'} mV

技术优势

寿命大幅延长

SiO₂清除自由基并抑制H₂O₂，使催化剂在30000次循环后仍保持稳定。

工艺简单廉价

原料为咖啡渣和工业废酸，制备过程无需昂贵前驱体。

选择性提高

Fe-O-Si界面增强OOH*吸附，促进四电子路径，减少H₂O₂生成。

应用场景

• 燃料电池催化剂：在燃料电池中替代不耐H₂O₂的催化剂，延长膜电极寿命。
• 金属空气电池：提高金属空气电池阴极ORR稳定性，减少副反应。
• 单原子催化：为单原子催化剂提供抗失活策略，延长活性位点寿命。