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Fe-N-C是具有前景可能替代Pt的燃料電池陰極ORR催化劑，優化Fe-N-C催化劑面臨的挑戰是Fe-N-C催化劑的結構復雜以及多重催化反應路徑。

有鑒于此，浦項科技大學Chang Hyuck Choi、蒙彼利埃大學Frédéric Jaouen、休斯頓大學Han Chang Kwon等通過研究一系列含有不同數量Fe-N_x位點以及不同含量Fe納米粒子的催化劑，考察不同催化劑負載量對于H₂O和H₂O₂產量的影響。

主要內容

（1）

通過這項研究說明催化劑表面Fe-N_x位點的密度對整體ORR性能、選擇性、以及催化劑穩定性的決定性影響。作者解釋說明增加Fe-N_x位點的密度有助于4e^- ORR反應路徑，因此生成H₂O的TOF提高。但是，Fe納米粒子（通常Fe含量更高的時候容易形成Fe納米粒子）沒有起到催化位點作用。

（2）

通過ICP-MS表征發現，更高的催化位點密度加快了Fe-N_x位點消除的速率，因此加快催化活性降低的速率。通過詳細研究催化劑的Fe物種性質和含量與催化活性和穩定性的關系，有助于設計新型Fe-N-C催化劑。

參考文獻

Geunsu Bae, Han Chang Kwon*, Man Ho Han, Hyung-Suk Oh, Frédéric Jaouen*, and Chang Hyuck Choi*, Single-Site-Level Deciphering of the Complexity of Electrochemical Oxygen Reduction on Fe–N–C Catalysts, ACS Catal. 2024, 14, 8184–8192

DOI: 10.1021/acscatal.4c01640

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c01640