基於石墨烯的燃料電池催化劑

據fuelcellworks報道：麻省理工學院（MIT）的科學家們開發了一種很有前景的基於石墨烯的燃料電池催化劑，其中部分工作使用了國家同步加速器光源X11光束。

PEMFC通常使用鉑作為催化劑
，由此帶來的高成本阻礙了PEMFC的商業化。為了降低成本
，研究者們正致力於開發鐵-氮-碳（Fe-N-C）非貴金屬催化劑。

MIT的研究團隊製備了基於石墨烯的Fe-N-C催化劑，該催化劑具備高的氧還原反應活性，以及在酸性環境中的穩定性。製備時將鐵鹽
、石墨碳氮化物及經過化學方法還原的石墨烯（rGO）的混合物進行熱處理。

此催化劑的還原活性接近迄今為止報道的性能最好的非貴金屬催化劑，這表明可以使用具備特殊表麵化學特性的rGO創造Fe-N活性位，進而改進催化劑性能。這與其他團隊的研究截然不同。

研究人員利用X射線光電子能譜（XPS）檢查Fe-N-rGO的表麵化學組成，並通過擴展X射線吸收精細結構（EXAFS）研究鐵原子的配位。Fe-N-rGO的樣品分析結果證實經過熱處理，鐵離子和氮與rGO相結合。

通過實驗手段進行Fe-N的功能化表征是非常困難的，而X射線吸收是為數不多的有效技術之一。研究中使用了國家同步加速器光源的X11光束。正在進行的工作還包括在更為實際的燃料電池結構中考察Fe-N-rGo的性能和耐久性。