Ricerca su materiali Fe/N/C come catalizzatori catodici nelle celle a combustibile con membrana a scambio protonico

Ricerca su materiali Fe/N/C come catalizzatori catodici nelle celle a combustibile con membrana a scambio protonico

I materiali ferro/azoto/carbonio (Fe/N/C) sono attualmente riconosciuti come candidati ideali per sostituire i catalizzatori a base di platino nel catodo di celle a combustibile con membrana a scambio protonico (PEMFC).

Lo sviluppo di fonti energetiche alternative pulite, rinnovabili e sostenibili è diventato una necessità urgente. Le celle a combustibile con membrana a scambio protonico (PEMFC) presentano un grande potenziale applicativo. I catalizzatori Fe/N/C, come tipici rappresentanti dei catalizzatori metallo/azoto/carbonio, sono considerati i più promettenti grazie alla loro attività catalitica relativamente buona e stabilità negli elettroliti acidi e al loro basso costo, che è di gran lunga inferiore al costo di catalizzatori PGM. Un catalizzatore catodico che sostituisce il PGM per catalizzare l'ORR.

Sebbene l'applicazione di materiali Fe/N/C come catalizzatori catodici nelle PEMFC si sia rivelata molto promettente, ci sono ancora alcune questioni che richiedono ulteriori ricerche ed esplorazioni:

（1）La ricerca qualitativa e quantitativa sui siti attivi è la chiave delle reazioni catalitiche. Per i materiali Fe/N/C, Progressi della ricerca sui materiali Fe/N/C nei catalizzatori catodici nelle celle a combustibile con membrana a scambio protonico 5 Essenza Il suo meccanismo d'azione nelle reazioni catalitiche sarà di grande importanza per ottimizzare ulteriormente le prestazioni del catalizzatore. Tecnologie tra cui la microscopia elettronica ad alta risoluzione, la radiazione di sincrotrone, ecc., combinate con calcoli teorici, possono essere utilizzate per rivelare in profondità la struttura e le proprietà dei siti attivi e il loro meccanismo d'azione nelle reazioni catalitiche, progettare e sintetizzare nuovi catalizzatori e ottenere il controllo di siti attivi. controllo efficace dei punti.

（2）La stabilità dei materiali Fe/N/C durante il funzionamento continuo deve ancora essere ulteriormente migliorata. Esplorare come migliorarne la stabilità attraverso la progettazione del materiale e l'ottimizzazione del metodo di preparazione è un argomento importante nell'attuale ricerca sui catalizzatori Fe/N/C. Si consiglia di provare a sviluppare nuovi supporti catalitici insieme ad una ricerca approfondita sui siti attivi per migliorare la stabilità del catalizzatore.

（3）Sebbene i catalizzatori Fe/N/C abbiano mostrato il potenziale per sostituire i catalizzatori PGM, le loro prestazioni catalitiche non hanno ancora raggiunto il livello dei catalizzatori PGM. Pertanto, come migliorare ulteriormente le sue prestazioni catalitiche migliorando le strategie di sintesi e regolando con precisione la struttura del materiale è uno dei focus della ricerca futura.