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The degradation of cathodic Fe/N/C catalyst in PEMFCs:The evolution of remanent active sites after demetallation

Journal of Materials Science & Technology 2024年第6期173卷 100-106页

作者： Xiaohua Yang Wentao Sun Jiatang Chen Yang Gao Rongxian Zhang Qun Luo Tao Lyu Lei Du Institut National de la Recherche Scientifique-Énergie Matériaux et Télécommunications J3X 1P7 VarennesQCCanada School of Chemistry and Chemical Engineering Jiangsu UniversityZhenjiang 212013China State Key Laboratory of Advanced Special Steels&Shanghai Key Laboratory of Advanced Ferrometallurgy School of Materials Science and EngineeringShanghai UniversityShanghai 200444China Huangpu Hydrogen Energy Innovation Center School of Chemistry and Chemical EngineeringGuangzhou UniversityGuangzhou 510006China

The state-of-the-art Fe/N/C catalyst has presented comparable initial cathode performance to the benchmark Pt/C catalyst in proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs).However,the major bottleneck is its significant activity decay in real-world PEMFC *** superposed“fast decay”and“slow decay”have been well documented to describe the degradation process of Fe/N/C catalysts during PEMFC *** fast decay has been well understood in close relation to the demetallation at the initial 15-h stability ***,it is still unclear how the remanent active sites evolve after *** this end,the catalyst performance and evolution of a typical Fe/N/C active site were herein investigated through postmortem characterizations of the membrane electrode assemblies(MEAs)after different *** is presented that 1 bar pressure and 80℃ temperature are the optimized conditions for Fe/N/C ***,the“fast decay”in the initial 15 h is immune to the various operating parameters,while the“slow decay”highly depends on the applied temperature and *** to the X-ray absorption spectra(XAS)analysis and stability test of MEA,the gradual evolution of Fe-N coordination to Fe-O is found correlated with the“slow decay”and accounts for the catalyst decay after the demetallation process.

关键词： Fe/N/C Stability decay mechanism Metal oxidation PEMFCs

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