质子交换膜燃料电池（PEMFCs）是一种高效的氢能转换技术，在缓解碳排放和能源危机方面显示出巨大潜力。目前，为了加速 PEMFC 所需的氧还原反应 (ORR) 的动力学，需要在阴极侧广泛使用昂贵且稀有的铂基催化剂，阻碍了它们的大规模商业化。针对这个问题，原子分散的金属-氮-碳（M-N-C）催化剂具有成本效益高、活性强、活性位均匀、原子效率高、本征活性等独特优势而受到广泛研究。在过去十年中，该领域取得了相当大的进展。

有鉴于此，海南大学田新龙研究员、华南理工大学廖世军教授和南华大学Yijie Deng等人，综述了近年来在酸性条件下用于ORR的原子分散M-N-C催化剂及其在PEM燃料电池膜电极组装(MEA)中的应用研究进展。

本文要点

1）首先介绍了 PEMFCs 的 ORR 机制、组成和工作原理。

2）此后，详细总结了原子分散的 M-N-C 催化剂以提高酸性 ORR 和 MEA 性能的作用，并系统地分析了 MEA 性能和稳定性的改进策略。

3）最后，讨论了高性能原子分散M-N-C催化剂和MEA的设计和开发中仍然存在的挑战和重要的研究方向。

参考文献：

Yijie Deng et al. Advanced Atomically Dispersed Metal–Nitrogen–Carbon Catalysts Toward Cathodic Oxygen Reduction in PEM Fuel Cells. Advanced Energy Materials, 2021.

DOI: 10.1002/aenm.202101222

https://doi.org/10.1002/aenm.202101222