隨著我國“雙碳”目標(biāo)積極推進(jìn)，以氫燃料電池為代表的可再生清潔能源技術(shù)快速發(fā)展。膜電極作為燃料電池的關(guān)鍵組件，性能表現(xiàn)和穩(wěn)定性非常重要。催化劑是影響膜電極性能表現(xiàn)的關(guān)鍵材料之一，開發(fā)低成本、高效且穩(wěn)定的氧還原反應(yīng)（ORR）催化劑對質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFCs）的商業(yè)化至關(guān)重要，學(xué)術(shù)界在“降低鉑載量、開發(fā)非貴金屬催化”做了深入研究。

近日，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所邢巍教授課題組在國際期刊《ACS Energy Letters》發(fā)表題為《Multi-scale structure regulation induced by fluorine coordination enables high-performance and durable PEMFC》（已收稿）重磅論文，論文研究了一種簡單的氟摻雜策略，以同時(shí)解決與Fe-N-C催化劑相關(guān)的穩(wěn)定性和活性問題，方法是調(diào)節(jié)原子配位環(huán)境和宏觀疏水性質(zhì)。

從微觀調(diào)節(jié)的角度來看，摻入到Fe-Nx第一殼層配位中的電子受體氟原子能夠減少Fe位點(diǎn)的電子密度，從而降低在氧還原反應(yīng)（ORR）過程中OH*的吸附能。這有助于活性位點(diǎn)的釋放并增強(qiáng)ORR動(dòng)力學(xué)。由于Fe和F之間強(qiáng)耦合效應(yīng)，F(xiàn)e位點(diǎn)的金屬溶解能從1.22 eV增加到3.17 eV，這有效提高催化劑的穩(wěn)定性。此外，F(xiàn)的疏水性通過在操作過程中有效排出多余水分，顯著增強(qiáng)了MEA內(nèi)的水管理，從而防止因淹沒導(dǎo)致的表觀活性下降。

論文題目：氟協(xié)調(diào)誘導(dǎo)的多尺度結(jié)構(gòu)調(diào)控實(shí)現(xiàn)了高性能和穩(wěn)定的質(zhì)子交換膜燃料電池

論文期刊：《ACS Energy Letters 》

影響因子：19.5，中科院一區(qū)

第一作者：柏景森

論文單位：中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所，邢巍課題組

該論文使用了理化公司銷售的DSR數(shù)字型旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)裝置和980pro桌面型燃料電池測試系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，獲得良好的數(shù)據(jù)效果。

DSR數(shù)字型旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極裝置具有“數(shù)字型、一體化、更靜音”的特點(diǎn)，適配所有主流電化學(xué)工作站，可用于氫燃料電池催化劑研究及評價(jià)、ORR/OER/HER/CO2RR、鋰空氣電池電化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究、緩蝕劑評價(jià)及研究，金屬腐蝕電位研究等，產(chǎn)品用料精良，圖譜表現(xiàn)優(yōu)異，144h長程測試穩(wěn)定，獲國內(nèi)50+高校采購優(yōu)選，助力老師同學(xué)發(fā)表多篇中科院一區(qū)論文。

980pro桌面型燃料電池測試系統(tǒng)具有“雙屏交互、0-100%氣體配比，自動(dòng)背壓、240A大電流”等特點(diǎn)，小體積，大功能。適用于燃料電池電堆極化曲線測試、耐久性測試、活化測試、多種負(fù)載控制模式測試、工況測試等多樣化實(shí)驗(yàn)需求，可展開5×5cm2膜電極測試，滿足高性能燃料電池技術(shù)測試開發(fā)需求。已在國內(nèi)多所高校部署應(yīng)用，助力論文發(fā)表。

DSR+980pro 雙劍合璧，精良好用的產(chǎn)品性能助力用戶在一區(qū)期刊發(fā)表論文，展示了理化公司“覆蓋從催化劑→膜電極的測試”產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢，通過打造”0+1+3“體系化的儀器產(chǎn)品線支持用戶電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，助力科研創(chuàng)新。