
鉴于此,华中科技大学李箐教授团队报道了一种Si掺杂的Fe-N-C催化剂,通过增加Fe-N-C活性位点的密度和碳基底的石墨化程度,增强了催化剂在酸性介质中氧还原反应中的活性和稳定性。Fe-N-C位点密度的增加是通过金属-有机聚合物超分子策略将配体螯合的Fe基团固定在3D海藻酸钠框架中。同时,硅酸四乙酯与海藻酸钠之间的氢键作用可以在后续热解过程中实现原位Si掺杂。XPS和EXAFS等光谱表征表明,Si主要以C-Si-O键的形式存在,其不仅能促进吡啶N和Fe的结合,还能提高碳载体的石墨化程度,调节Fe-N-C的配位结构。电化学测试表明, Si/Fe-N-C催化剂在在0.5 M H2SO4中表现出优异的ORR活性,其半波电位值为0.817 V(相对于可逆氢电极),显著优于Fe-N-C催化剂。值得一提的是,Si/Fe-N-C催化剂在60 ℃和O2饱和的条件下经过5000个循环后,活性衰减不显著。这项工作为通过抗腐蚀元素掺杂策略,设计高效、耐用的非贵金属燃料电池电催化剂提供了新思路。
Shenzhou Li, Zhiqiang Li, Tianping Huang, Huan Xie, Zhengpei Miao, Jiashun Liang, Ran Pan, Tanyuan Wang, Jiantao Han, and Qing Li*
ChemSusChem
DOI: 10.1002/cssc.202201795







