Fe–N–C材料是酸性聚合物燃料电池中催化氧还原反应最有希望的替代品，但催化剂降解问题一直是实现其持久应用的阻碍。目前对于其催化活性流失的认识十分缺乏，因而减缓了优化合成高稳定催化剂的步伐。有鉴于此，蒙彼利埃大学的Frédéric Jaouen教授等深入研究和理解了Fe-N-C材料中不同FeNx活性位点的构效关系，为后续制备高稳定性Fe-N-C催化剂用于质子交换膜燃料电池提供了有力的实验证据。

本文亮点：

1）研究发现，在催化过程中，Fe-N-C催化剂的两个不同FeNx位点（S1和S2）发生了迥异的变化。S1通过转化为氧化铁而降解，而S2的结构和数量均没有改变。

2）⁵⁷Fe 穆斯堡尔谱测试结果表明，反应最初两个位点都对氧还原反应活性有贡献，但在反应进行50小时后只有S2起主要作用。

3）通过在惰性气体中原位⁵⁷Fe 穆斯堡尔谱和相关理论计算共同表明，S1为高自旋FeN₄C₁₂，S2为低自旋或中等自旋FeN₄C₁₀。

Li, J., Sougrati, M.T., Zitolo, A. et al. Identification of durable and non-durable FeNx sites in Fe–N–C materials for proton exchange membrane fuel cells. Nat Catal (2020).

DOI: 10.1038/s41929-020-00545-2