Recherche sur les matériaux Fe/N/C comme catalyseurs cathodiques dans les piles à combustible à membrane échangeuse de protons

Recherche sur les matériaux Fe/N/C comme catalyseurs cathodiques dans les piles à combustible à membrane échangeuse de protons

Les matériaux fer/azote/carbone (Fe/N/C) sont actuellement reconnus comme candidats idéaux pour remplacer les catalyseurs à base de platine dans la cathode de piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC).

Le développement de sources d’énergie alternatives propres, renouvelables et durables est devenu un besoin urgent. Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) présentent un grand potentiel d’application. Les catalyseurs Fe/N/C, en tant que représentants typiques des catalyseurs métal/azote/carbone, sont considérés comme les plus prometteurs en raison de leur activité catalytique relativement bonne et de leur stabilité dans les électrolytes acides et de leur faible coût, bien inférieur au coût de catalyseurs PGM. Un catalyseur cathodique qui remplace le PGM pour catalyser l'ORR.

Bien que l’application de matériaux Fe/N/C comme catalyseurs cathodiques dans les PEMFC se soit révélée très prometteuse, certaines questions nécessitent encore des recherches et une exploration plus approfondies :

（1）La recherche qualitative et quantitative sur les sites actifs est la clé des réactions catalytiques. Pour les matériaux Fe/N/C, les progrès de la recherche sur les matériaux Fe/N/C dans les catalyseurs cathodiques dans les piles à combustible à membrane échangeuse de protons 5 Essence Son mécanisme d'action dans les réactions catalytiques sera d'une grande importance pour optimiser davantage les performances du catalyseur. Des technologies telles que la microscopie électronique à haute résolution, le rayonnement synchrotron, etc., combinées à des calculs théoriques, peuvent être utilisées pour révéler en profondeur la structure et les propriétés des sites actifs et leur mécanisme d'action dans les réactions catalytiques, concevoir et synthétiser de nouveaux catalyseurs et réaliser un contrôle. de sites actifs. contrôle efficace des points.

（2）La stabilité des matériaux Fe/N/C pendant un fonctionnement continu doit encore être améliorée. Explorer comment améliorer sa stabilité grâce à la conception des matériaux et à l’optimisation des méthodes de préparation est un sujet important dans la recherche actuelle sur les catalyseurs Fe/N/C. Il est recommandé d'essayer de développer de nouveaux supports de catalyseur en conjonction avec des recherches approfondies sur les sites actifs pour améliorer la stabilité du catalyseur.

（3） Bien que les catalyseurs Fe/N/C aient montré leur potentiel pour remplacer les catalyseurs PGM, leurs performances catalytiques n'ont pas encore atteint le niveau des catalyseurs PGM. Par conséquent, comment améliorer encore ses performances catalytiques en améliorant les stratégies de synthèse et en régulant finement la structure du matériau est l’un des axes des recherches futures.