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分散在炭黑上的鉑（Pt）基納米顆粒耐久性差，是長壽命聚合物電解質燃料電池應用面臨的一大挑戰。研究表明，Fe和N共摻雜碳（Fe-N-C）可能比傳統的高比表面積碳更好。基于此，香港科技大學邵敏華教授（通訊作者）等人報道了在酸性和堿性介質中，Pt/Fe-N-C在電位循環過程中的電化學表面積保持率遠優于市售Pt/C。原位電感耦合等離子體質譜研究表明，循環過程中Pt/Fe-N-C的Pt溶解速率是Pt/C的3倍。

DFT計算發現，Pt/Fe-N-C與載體間的結合能最低（-4.60 eV），其次是Pt/N-C（-3.86 eV）和Pt/C（-2.84 eV），表明Fe-N-C提供了最強的載體。從負投影晶體軌道漢密爾頓總體圖（-pCOHP）發現，對于Pt/Fe-N-C，所有成鍵態都出現在價帶（低于費米能級EF），而幾乎所有反鍵態都出現在導帶（高于EF），其中負值表示反鍵狀態，正值表示成鍵狀態。

O*在固定在三種基質上的Pt簇的（111）面上最穩定的吸附構型。結果發現，O*吸附在Pt/Fe-N-C和Pt/N-C的六方密排（hcp）位，與在Pt/C和晶態Pt(111)表面所觀察到的不同，在晶態Pt(111)上，O*更傾向于吸附在面心立方（fcc）位。通過調整Pt簇的電子結構，Fe-N-C載體減弱了Pt簇上的O*吸附強度，從而減少了Pt氧化物的形成，可能是Pt溶解速率降低的一個原因。

Fe-N-C Boosts the Stability of Supported Platinum Nanoparticles for Fuel Cells. J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c08305.

https://doi.org/10.1021/jacs.2c08305.

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邵敏華教授JACS：Fe-N-C提高負載型納米Pt燃料電池的穩定性

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