Разработка эффективных катализаторов из неблагородных металлов (NPMC) может помочь снизить стоимость топливных элементов и ускорить их коммерциализацию.
В настоящее время катализаторы на основе неблагородных металлов имеют низкую стабильность в топливных элементах с протонообменной мембраной, и механизм их деградации на молекулярном уровне неясен.
Недавно исследователи под руководством проф. Sun Gongquan, Wang Suli и Wang Junhu из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук (CAS) раскрыли механизм деградации NPMC типа Fe-NC.
Исследование было опубликовано в Applied Catalysis B: Environmental 4 марта.
Исследователи обнаружили, что D1 был основным активным центром реакции восстановления кислорода, а деметаллирование было ответственно за разложение Fe-NC. Деградация вначале была быстрой, а затем медленной, что можно объяснить разной активностью и стабильностью различных сайтов FeN 4 .
Более того, они показали, что адсорбция кислородсодержащего интермедиата и возбуждение электрическим полем могут еще больше ослабить связь Fe-N в FeN 4 , что приведет к более серьезному деметаллированию. Более быстрая деградация Fe-NC при более высоком потенциале была обусловлена более сильной адсорбцией и напряженностью поля.
Эта работа дает представление о механизме деградации Fe-NC на молекулярном уровне. Он может служить руководством для будущей разработки стабильных NPMC в устройствах на топливных элементах.
