揭(jie)示用於氧還(hai)原反應(ying)的(de) Fe-N-C 催(cui)化劑隨電位變(bian)化(hua)的(de)降解(jie)機制

揭(jie)示用於氧還(hai)原反應(ying)的(de) Fe-N-C 催(cui)化劑隨電位變(bian)化(hua)的(de)降解(jie)機制

（2024年(nian)理(li)化(hua)（香港(gang)）有限(xian)公司(si)“論文(wen)獎勵(li)計劃(hua)"入(ru)選(xuan)論文(wen)）

隨(sui)著我國(guo)氫能發(fa)展加(jia)快，解(jie)決鉑(bo)基(ji)催(cui)化劑的(de)高成本和資(zi)源匱(kui)乏(fa)等瓶頸問題，研究開(kai)發新(xin)型能源(yuan)催(cui)化材(cai)料(liao)，對於質(zhi)子(zi)交(jiao)換膜(mo)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)產(chan)業(ye)具(ju)有(you)重(zhong)要戰(zhan)略(lve)價(jia)值。

近(jin)日(ri)，中(zhong)國(guo)科學(xue)院長春(chun)應用(yong)化(hua)學(xue)研究所邢(xing)巍教授課題組在國(guo)際(ji)期(qi)刊(kan)《SCIENCE CHINA Chemistry》（JCR壹(yi)區(qu)）發(fa)表(biao)《Unraveling the Potential-dependent Degradation Mechanism in Fe-N-C Catalysts for Oxygen Reduction Reaction》論文(wen)（期(qi)刊(kan)已收(shou)稿），研究監(jian)測了(le)氧還(hai)原反應(ying)（ORR）過程(cheng)中(zhong)電(dian)極(ji)的(de)實時變(bian)化(hua)，揭(jie)示了(le)Fe-N-C催(cui)化劑固有(you)的(de)電位依賴性(xing)降解(jie)機制。利(li)用原(yuan)位差分電(dian)化學(xue)質譜技(ji)術(shu)，確(que)定了(le)不(bu)同性能損失程(cheng)度的(de)3個不同電位區域。特(te)別是(shi)在低電位下，觀察到(dao)了(le)碳(tan)腐蝕信(xin)號(hao)。理(li)論計算(suan)和(he)熒(ying)光(guang)探(tan)針(zhen)實(shi)驗(yan)證(zheng)實(shi)，高電位下的(de)降解(jie)機制主(zhu)要是(shi)由(you)克服碳氧化能量(liang)屏(ping)障的(de)強(qiang)氧化電(dian)位驅動的(de)，而低電位下的(de)降解(jie)主要是(shi)由(you)ORR過程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)高濃度活性(xing)氧（ROS）引起的(de)。該(gai)研究有(you)助於全(quan)面(mian)了(le)解(jie)各(ge)種(zhong)降(jiang)解(jie)機制之(zhi)間(jian)的(de)內在聯(lian)系，並為(wei)提高(gao)Fe - N - C催(cui)化劑在PEMFC應(ying)用中(zhong)的(de)耐久(jiu)性提供了(le)新(xin)的(de)思(si)路(lu)。

該(gai)論文(wen)研究使(shi)用了(le)理(li)化(hua)（香港(gang)）有限(xian)公司(si)提供的(de)DCDSR數字(zi)型旋(xuan)轉圓(yuan)盤(pan)電極(ji)進行實(shi)驗，得(de)到(dao)了(le)良好的(de)數據(ju)效果(guo)。DCDSR數字(zi)型旋(xuan)轉圓(yuan)盤(pan)電極(ji)是(shi)新壹(yi)代(dai)旋(xuan)轉圓(yuan)盤(pan)電極(ji)，采(cai)用數(shu)字(zi)芯片控制技(ji)術，轉速(su)精準(zhun)，直流(liu)供電，有效減(jian)少(shao)了(le)電(dian)網對主(zhu)機(ji)的(de)雜(za)波(bo)幹(gan)擾(rao)，抗幹(gan)擾(rao)能力強(qiang)；同時采(cai)用(yong)了(le)含(han)銀量(liang)更高的(de)碳刷(shua)，確(que)保電(dian)信(xin)號(hao)能夠(gou)無損傳輸(shu)；壹(yi)體(ti)化控制，體(ti)積(ji)精巧(qiao)，可拆(chai)式結(jie)構，方便置於手(shou)套(tao)箱(xiang)，目前(qian)已經在在國(guo)內及香港(gang)多(duo)所高(gao)校(xiao)實(shi)驗室實現(xian)了(le)應(ying)用，客戶體(ti)驗佳(jia)。同時，理(li)化(hua)（香港(gang)）有限(xian)公司(si)高(gao)水準(zhun)的(de)售(shou)後(hou)及(ji)應(ying)用支(zhi)持(chi)服務，可以為(wei)客戶提供應用培(pei)訓等服務，使客戶售(shou)後(hou)無(wu)憂(you)。