胡传刚等最新Chem:筛选双原子位点破解Fe基催化剂酸性溶解难题
纳米人
2026-04-09 11:45
文章摘要
背景:质子交换膜燃料电池的商业化需要高效稳定的阴极氧还原催化剂,铁单原子催化剂虽活性高、成本低,但在酸性环境下稳定性差,铁中心易溶解,制约其实际应用。研究目的:该研究旨在从原子层面理解并设计兼具高活性和高耐久性的铁基催化剂,通过提出理论描述符筛选抗溶解的双原子位点。结论:研究团队提出了一种普适性描述符φ,用于预测双金属位点的稳定性和活性,并筛选出Cr-Fe双原子位点。实验制备的Cr/Fe-NC催化剂在酸性环境中表现出优异的稳定性,其性能衰减显著低于传统Fe-NC催化剂。机理研究表明,Cr和Fe之间的d-d轨道相互作用增强了金属-氮键合,并促使氧还原反应遵循解离路径,从而提升了催化剂的抗溶解能力。
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