Fe-N-C是具有前景可能替代Pt的燃料电池阴极ORR催化剂，优化Fe-N-C催化剂面临的挑战是Fe-N-C催化剂的结构复杂以及多重催化反应路径。

有鉴于此，浦项科技大学Chang Hyuck Choi、蒙彼利埃大学Frédéric Jaouen、休斯顿大学Han Chang Kwon等通过研究一系列含有不同数量Fe-N_x位点以及不同含量Fe纳米粒子的催化剂，考察不同催化剂负载量对于H₂O和H₂O₂产量的影响。

主要内容

（1）

通过这项研究说明催化剂表面Fe-N_x位点的密度对整体ORR性能、选择性、以及催化剂稳定性的决定性影响。作者解释说明增加Fe-N_x位点的密度有助于4e^- ORR反应路径，因此生成H₂O的TOF提高。但是，Fe纳米粒子（通常Fe含量更高的时候容易形成Fe纳米粒子）没有起到催化位点作用。

（2）

通过ICP-MS表征发现，更高的催化位点密度加快了Fe-N_x位点消除的速率，因此加快催化活性降低的速率。通过详细研究催化剂的Fe物种性质和含量与催化活性和稳定性的关系，有助于设计新型Fe-N-C催化剂。

参考文献

Geunsu Bae, Han Chang Kwon*, Man Ho Han, Hyung-Suk Oh, Frédéric Jaouen*, and Chang Hyuck Choi*, Single-Site-Level Deciphering of the Complexity of Electrochemical Oxygen Reduction on Fe–N–C Catalysts, ACS Catal. 2024, 14, 8184–8192

DOI: 10.1021/acscatal.4c01640

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c01640