隶属于UNIST的一项新研究提出了一种新型非贵金属催化剂，可代替目前用于氢燃料电池中的稀有且昂贵的铂(Pt)基催化剂。新的催化剂合成策略由能源和化学工程的Sang Hoon Joo教授和他的团队设计，提高了铁和氮掺杂碳(Fe-N/C)催化剂活性，可实现低成本的氢燃料电池。该成果发表于11月出版的美国化学学会杂志。
这项研究着重研究具有低成本和高活性的铁和氮的碳基催化剂(Fe-N/C催化剂)。在制备Fe-N/C催化剂期间，通常需要在超过700℃的高温热处理以赋予高催化剂活性，但该处理也减少了活性位点的数量。
为了解决这个问题，他们引入了“二氧化硅保护层”法。二氧化硅层在高温下有效地保留活性位点，防止活性位点的破坏。通过“二氧化硅保护层”方法制备的新型Fe-N/C催化剂显示出与Pt催化剂相当的非常高的氧还原反应(ORR)活性。
研究团队通过将其催化剂用作碱性膜燃料电池的阴极催化剂，实现了创纪录的高活性。该催化剂还在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中表现出非常高的性能，其中开发的催化剂显示出320A cm-3的活性，超过2020美国能源部(DOE)非贵金属催化剂活性目标(300 A cm-3)。
