研究（電）催化劑在實際工作條件下（即原位工況下）的活性狀態，是（電）催化劑表征和研究的目標，這能夠促進反應機理的研究，推動（電）催化劑的開發。原位工況下獲得的認知能加深我們對電化學測試與器件級性能之間關聯的理解。但是，由于電化學器件的結構復雜，而且儀器的局限，因此如何對電催化劑在原位和工況下進行表征具有非常大的挑戰性。因此目前大多數電催化劑的表征都局限于半電池的原位研究。
有鑒于此，康奈爾大學Héctor D. Abru?a等報道利用定制設計的電池，對運行中的燃料電池中的錳尖晶石氧化物電催化劑進行了原位X射線吸收光譜研究。
本文要點：
（1）
研究結果表明，在陰離子交換膜燃料電池中，尖晶石Mn3O4/C的Mn價態升高到了3+以上，表現了沒有Jahn-Teller畸變的八面體配位結構。這種結構變化使得陰離子交換膜燃料電池（AEMFC）的性能與Co1.5Mn1.5O4/C相當，而在旋轉圓盤電極測試中，Co1.5Mn1.5O4/C的性能優于Mn3O4/C。
（2）
這項研究結果展示原位工況表征在闡明電催化劑活性狀態以及理解電化學測試與器件性能之間關系方面的重要性。
參考文獻
Li, Q., Pollock, C.J., Soto, J. et al. Operando X-ray absorption spectroscopic investigation of electrocatalysts state in anion exchange membrane fuel cells. Nat Commun 16, 3008 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-57177-y
https://www.nature.com/articles/s41467-025-57177-y
