超过50000次，新标杆！福建物构所「国家杰青」温珍海，新发EES！

研究概述

推进燃料电池技术的发展依赖于开发稳定且高效的铂（Pt）基催化剂来进行氧还原反应（ORR），但Pt基材料的高成本和有限的耐久性等问题仍然存在。

2025年4月28日，中国科学院福建物质结构研究所温珍海、福建农林大学次素琴、澳大利亚科廷大学夹国华在国际知名期刊Energy & Environmental Science发表题为《Neighboring Iron Single Atomic Sites Boost PtCo Intermetallic for High-Durability ORR Electrocatalysis》的研究论文。

在本文中，作者介绍了一种利用单原子铁（Fe）与邻近有序铂钴合金（O-PtCo）之间强相互作用的电催化剂（O-PtCo-FeNC），这些成分被限制在微孔碳中。

FeN3位点与PtCo金属间化合物的独特配位能够精确优化催化剂的尺寸和结构，从而提高PtCo金属间化合物的活性，并实现卓越的ORR性能。

在0.5 M H2SO4中，该催化剂达到0.86 V的半波电位和1.34 A/mgPt的质量活性，与Pt/C相比，性能提高了8.1倍，同时在超过50,000次循环中保持了卓越的耐久性。

原位表征和密度泛函理论（DFT）计算揭示，孤立的Fe位点降低了邻近Pt位点的d带中心，削弱了吸附能，并协同增强了活性和稳定性。

当该催化剂被应用于混合酸/碱锌-空气电池的空气正极时，其开路电压高达2.32 V，峰值功率密度为751 mW cm-2。

这种金属间化合物与单原子位点的结合为先进的ORR电催化剂树立了新标杆，标志着燃料电池技术的重大进步。

图文解读

图1：催化剂的电子结构表征

图2：ORR的电化学性能

图3：原位表征

文献信息

Neighboring Iron Single Atomic Sites Boost PtCo Intermetallic for High-Durability ORR Electrocatalysis, Energy& Environmental Science, 2025. https://doi.org/10.1039/D5EE00624D.

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