Исследование материалов Fe/N/C в качестве катодных катализаторов в топливных элементах с протонообменной мембраной

Исследование материалов Fe/N/C в качестве катодных катализаторов в топливных элементах с протонообменной мембраной

Материалы железо/азот/углерод (Fe/N/C) в настоящее время признаны идеальными кандидатами для замены катализаторов на основе платины в катоде. топливные элементы с протонообменной мембраной (ПЭМФК).

Развитие чистых, возобновляемых и устойчивых альтернативных источников энергии стало насущной необходимостью. Топливные элементы с протонообменной мембраной (PEMFC) имеют большой потенциал применения. Катализаторы Fe/N/C, как типичный представитель металл/азот/углеродных катализаторов, считаются наиболее перспективными из-за относительно хорошей каталитической активности и стабильности в кислых электролитах, а также низкой стоимости, значительно уступающей стоимости катализаторов PGM. Катодный катализатор, который заменяет PGM для катализа ORR.

Хотя применение материалов Fe/N/C в качестве катодных катализаторов в PEMFC показало большие перспективы, все еще существуют некоторые проблемы, которые требуют дальнейших исследований и исследований:

（1）Качественное и количественное исследование активных центров является ключом к каталитическим реакциям. Что касается материалов Fe/N/C, Прогресс исследований материалов Fe/N/C в катодных катализаторах в топливных элементах с протонообменной мембраной 5 Сущность Механизм его действия в каталитических реакциях будет иметь большое значение для дальнейшей оптимизации производительности катализатора. Технологии, включающие электронную микроскопию высокого разрешения, синхротронное излучение и т. д., в сочетании с теоретическими расчетами, могут быть использованы для глубокого выявления структуры и свойств активных центров и механизма их действия в каталитических реакциях, разработки и синтеза новых катализаторов, а также достижения контроля. активных сайтов. эффективный контроль точек.

（2）Стабильность материалов Fe/N/C во время непрерывной эксплуатации все еще нуждается в дальнейшем улучшении. Изучение способов повышения его стабильности за счет оптимизации конструкции материала и методов приготовления является важной темой текущих исследований катализаторов Fe/N/C. Рекомендуется попытаться разработать новые носители катализатора в сочетании с углубленными исследованиями активных центров для улучшения стабильности катализатора.

（3）Хотя катализаторы Fe/N/C продемонстрировали потенциал для замены катализаторов PGM, их каталитическая эффективность еще не достигла уровня катализаторов PGM. Поэтому вопрос о том, как еще больше улучшить его каталитические характеристики за счет совершенствования стратегий синтеза и точного регулирования структуры материала, является одним из направлений будущих исследований.