金属氮/碳（M-N_x/C）材料被誉为氧还原反应（ORR）的最有前途的电催化剂。然而，大多数报道的Fe-N_x/C电催化剂由于在酸性介质中稳定性较差而受到限制。

近日，厦门大学孙世刚院士，姜艳霞教授，Jian Yang报道了提出了一种有效的逐步热解策略，在高度石墨化的碳载体上构建原子分散的Fe-N_x中心，从而显著提高了其在酸性介质中用于ORR的稳定性。

文章要点

1）与以往报道不同的是，在1100 °C高温热解得到的氮掺杂碳载体不仅具有极强的防腐能力，而且在第二次热解过程中起到了稳定Fe-N_x中心的作用，从而获得高密度的活性中心。

2）电化学实验结果表明，合成的Fe-N_x/C-NC1100催化剂在酸性介质中表现出良好的ORR活性（E_1/2=0.811 V vs RHE）和良好的稳定性（循环30000次后损失25 mV）。在燃料电池实验中，Fe- N_x/C-NC1100进一步实现了656 mW cm^-2的功率密度和良好的稳定性（在0.5 V电压下100 h后仍保持初始电流密度的71%）。

3）研究人员通过RDE、ICP-OES、XPS、UV-Vis光谱和DFT计算，阐明了Fe- N_x/C出色的稳定性得益于石墨化增强的碳载体，而不是抗Fenton反应或吡啶-N质子化。这为合理设计结构优化的高分散催化剂，实现高催化稳定性，实现可持续的能源转化和生产提供了新的思路。

参考文献

Qu X, Han Y , Chen Y , Lin J, Li G, Y ang J, Jiang Y , Sun S, Stepwise pyrolysis treatment as an efficient strategy to enhance the stability performance of Fe-NX/C electrocatalyst towards oxygen reduction reaction and proton exchange membrane fuel cell, Applied Catalysis B: Environmental (2021)

DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120311

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120311