为具有成本效益的质子交换膜燃料电池开发高活性和耐用的电催化剂是一项挑战。Fe/N-C 催化剂是最有希望替代铂族金属催化剂的催化剂之一，但由于 Fenton 反应引起的含氧反应中间产物的强吸附性和 Fe 物种的脱金属性，其活性和耐久性仍无法达到性能标准。
中国科学院研究人员设计并开发了一种新型 Fe/N-C 催化剂，该催化剂由分散在二维碳层上的大量纳米突起组成，单个铁原子位点主要嵌入纳米突起的内弯曲表面。纳米突起的石墨化外碳层不仅能有效削弱含氧反应中间体的结合强度，还能降低羟基自由基的生成速率。因此，Fe/N-C 催化剂是性能最好的无铂族金属质子交换膜燃料电池之一，在 1.0 bar H2-air 条件下，功率密度达到创纪录的 0.75 W cm-2，连续运行超过 300 小时后活性保持率达到 86%。
原文链接：Zhao, Y., Wan, J., Ling, C. et al. Acidic oxygen reduction by single-atom Fe catalysts on curved supports. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09364-6
