M-N-C（M=Fe，Co）是用于氧还原反应(ORR)等应用的高活性非贵金属电催化剂。尽管人们已经对它们在质子交换膜燃料电池中的运行稳定性进行了广泛研究，但关于决定其使用前性能维护的储存稳定性尚不清楚。
近日，北京航空航天大学水江澜报道了考察了Fe-N-C催化剂在25天储存前后的老化相关变化，旨在将催化剂的性能与催化剂老化时的微观结构联系起来。储藏老化的Fe-N-C（ST-FeNC）中含有较多的含氧基团（C=O、C-O、O-H等）。与新鲜的FeNC相比，ORR活性要差得多。基于此，提出了一种氢钝化策略用于FeNC的表面改性，氢化催化剂记为H@FeNC。
文章要点
1）H-端基可以保护Fe-N4的活性中心在储存过程中不被氧化，从而提高催化剂的储存稳定性。
2）在半电池测试中，储藏老化后H@FeNC的半波电位衰减0.02 V，仅为ST-FeNC衰减的1/5。ST-FeNC的PEMFC活性（0.8 V下的电流密度）和峰值功率密度分别下降了79%和53%。相比之下，H@FeNC仅使PEMFC的活性降低了51%，峰值功率密度降低了25%，表现出明显提高的储藏稳定性。
3）H-端基还可以提高Fe-N4活性中心的催化活性，同时增加催化剂的疏水性，从而促进H@FeNC催化层中的传质，提高活性中心的利用率。与FeNC相比，H@FeNC的PEMFC活性和峰值功率密度分别提高了27%和23%。
4）研究人员在Co-N-C催化剂上也观察到了类似的促进效应，表明该方法对M-N-C型单原子（或中心）催化剂具有通用性。
参考文献
Jieyuan Liu, et al, Hydrogen Passivation of M–N–C (M = Fe, Co) Catalysts for Storage Stability and ORR Activity Improvements, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202103600
https://doi.org/10.1002/adma.202103600
