Le développement de catalyseurs efficaces à base de métaux non précieux (NPMC) peut contribuer à réduire le coût des piles à combustible et à accélérer leur commercialisation.

À l'heure actuelle, les catalyseurs à base de métaux non précieux souffrent d'une mauvaise stabilité dans les piles à combustible à membrane échangeuse de protons, et leur mécanisme de dégradation à l'échelle moléculaire n'est pas clair.

Récemment, des chercheurs dirigés par les Profs. Sun Gongquan, Wang Suli et Wang Junhu du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont révélé le mécanisme de dégradation des NPMC de type Fe-N-C.

L'étude a été publiée dans Applied Catalysis B :Environmental le 4 mars.

Les chercheurs ont découvert que D1 était le principal site actif de la réaction de réduction de l'oxygène et que la démétallation était responsable de la dégradation de Fe-N-C. La dégradation a été initialement rapide mais lente par la suite, ce qui pourrait s'expliquer par l'activité et la stabilité différentes de divers FeN₄ sites.

De plus, ils ont révélé que l'adsorption d'intermédiaire oxygéné et la motivation du champ électrique pourraient encore affaiblir la liaison Fe-N dans FeN₄ , conduisant à une démétallation plus sévère. La dégradation plus rapide de Fe-N-C sous un potentiel plus élevé était due à la plus forte adsorption et à l'intensité du champ.

Ce travail donne un aperçu du mécanisme de dégradation de Fe-N-C au niveau moléculaire. Cela peut servir de guide pour le développement futur de NPMC stables dans les dispositifs à pile à combustible. + Explorer plus loin

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