低温燃料电池的整体动力学受到缓慢的阴极氧还原反应(ORR)的限制，这需要大量使用贵金属作为活性位点来克服这一动力学障碍。此外，贵金属催化剂的稳定性较差，进一步增加了燃料电池的成本。因此，对于低温燃料电池的广泛应用，迫切需要高活性、高稳定性、储量丰富的ORR催化剂。基于此，中山大学胡卓锋、江苏大学姜志锋和闫早学等合成了N掺杂双金属碳化物(N-Fe2MoC-GC)，其具有优异的ORR活性和稳定性。结果表明，氮掺杂双金属碳化物-石墨复合材料(N-Fe2MoC-GC)具有优于商业Pt/C的氧还原反应(ORR)活性、超高的稳定性以及优异的抗甲醇和抗CO性能。N-Fe2MoC-GC具有0.887 VRHE的高初始半波电位；其质量活度(83 mA mgcat.-1，0.9 V vs RHE)是Pt/C(40 wt%，39 mA mgcat.-1)的2.2倍。在H2/O2碱性燃料电池中，在70000次循环后N-Fe2MoC-GC保持92.9%的初始功率密度(1.12 W cm-2)；即使在低相对湿度或高工作温度下，N-Fe2MoC-GC也能保持高功率密度，这是目前报道的最活跃和最稳定的无贵金属催化剂之一。由Fe2MoC到N的电子转移引起的Fe和Mo原子上产生正电荷，这导致催化剂具有优异的ORR活性；Fe2MoC和石墨基体固有的电化学稳定性以及由电子转移引起的催化剂组分之间的强相互作用，使得催化剂具有超高稳定性。在未来的工作中，有必要进一步探索N-Fe2MoC-GC在酸性介质中的ORR性能以及进一步提高其比表面积和传质性能。Nitrogen-Doped Bimetallic Carbide-Graphite Composite as Highly Active and Extremely Stable Electrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Media. Advanced Functional Materials , 2022. DOI: 10.1002/adfm.202204031
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