基于石墨烯的燃料电池催化剂

据fuelcellworks报道：麻省理工学院（MIT）的科学家们开发了一种很有前景的基于石墨烯的燃料电池催化剂，其中部分工作使用了国家同步加速器光源X11光束。

PEMFC通常使用铂作为催化剂，由此带来的高成本阻碍了PEMFC的商业化。为了降低成本，研究者们正致力于开发铁-氮-碳（Fe-N-C）非贵金属催化剂。

MIT的研究团队制备了基于石墨烯的Fe-N-C催化剂，该催化剂具备高的氧还原反应活性，以及在酸性环境中的稳定性。制备时将铁盐、石墨碳氮化物及经过化学方法还原的石墨烯（rGO）的混合物进行热处理。

此催化剂的还原活性接近迄今为止报道的性能最好的非贵金属催化剂，这表明可以使用具备特殊表面化学特性的rGO创造Fe-N活性位，进而改进催化剂性能。这与其他团队的研究截然不同。

研究人员利用X射线光电子能谱（XPS）检查Fe-N-rGO的表面化学组成，并通过扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）研究铁原子的配位。Fe-N-rGO的样品分析结果证实经过热处理，铁离子和氮与rGO相结合。

通过实验手段进行Fe-N的功能化表征是非常困难的，而X射线吸收是为数不多的有效技术之一。研究中使用了国家同步加速器光源的X11光束。正在进行的工作还包括在更为实际的燃料电池结构中考察Fe-N-rGo的性能和耐久性。