随着我国“双碳”目标积极推进，以氢燃料电池为代表的可再生清洁能源技术快速发展。膜电极作为燃料电池的关键组件，性能表现和稳定性非常重要。催化剂是影响膜电极性能表现的关键材料之一，开发低成本、高效且稳定的氧还原反应（ORR）催化剂对质子交换膜燃料电池（PEMFCs）的商业化至关重要，学术界在“降低铂载量、开发非贵金属催化”做了深入研究。

近日，中国科学院长春应用化学研究所邢巍教授课题组在国际期刊《ACS Energy Letters》发表题为《Multi-scale structure regulation induced by fluorine coordination enables high-performance and durable PEMFC》（已收稿）重磅论文，论文研究了一种简单的氟掺杂策略，以同时解决与Fe-N-C催化剂相关的稳定性和活性问题，方法是调节原子配位环境和宏观疏水性质。

从微观调节的角度来看，掺入到Fe-Nx第一壳层配位中的电子受体氟原子能够减少Fe位点的电子密度，从而降低在氧还原反应（ORR）过程中OH*的吸附能。这有助于活性位点的释放并增强ORR动力学。由于Fe和F之间强耦合效应，Fe位点的金属溶解能从1.22 eV增加到3.17 eV，这有效提高催化剂的稳定性。此外，F的独特疏水性通过在操作过程中有效排出多余水分，显著增强了MEA内的水管理，从而防止因淹没导致的表观活性下降。

论文题目：氟协调诱导的多尺度结构调控实现了高性能和稳定的质子交换膜燃料电池

论文期刊：《ACS Energy Letters 》

影响因子：19.5，中科院一区

第一作者：柏景森

论文单位：中国科学院长春应用化学研究所，邢巍课题组

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