华中科技大学李箐教授团队通过金属-聚合物配位和原位掺杂方法开发了硅掺杂铁-氮-碳(Si/Fe-N-C)催化剂，在酸性介质中表现出优异的氧还原反应活性和稳定性，为开发非贵金属氧还原催化剂提供了新思路。

质子交换膜燃料电池具有高效率、高功率密度和环境友好等优点，是一种可持续发展的能量转换装置。其阴极氧还原反应缓慢的动力学需要价格昂贵的贵金属催化剂（Pt/C），因此开发高性能、低成本的非贵金属催化剂十分必要。目前，碳基催化剂上的过渡金属-氮配位结构（M-N-C）是一种极具发展前景的催化剂，活性能够媲美Pt/C催化剂，但是M-N-C类催化剂的耐久性依然不足，特别是在燃料电池强酸性和强氧化性的环境中，容易发生碳腐蚀和金属中心脱金属化等过程，导致催化剂快速失活。

鉴于此，华中科技大学李箐教授团队报道了一种Si掺杂的Fe-N-C催化剂，通过增加Fe-N-C活性位点的密度和碳基底的石墨化程度，增强了催化剂在酸性介质中氧还原反应中的活性和稳定性。Fe-N-C位点密度的增加是通过金属-有机聚合物超分子策略将配体螯合的Fe基团固定在3D海藻酸钠框架中。同时，硅酸四乙酯与海藻酸钠之间的氢键作用可以在后续热解过程中实现原位Si掺杂。XPS和EXAFS等光谱表征表明，Si主要以C-Si-O键的形式存在，其不仅能促进吡啶N和Fe的结合，还能提高碳载体的石墨化程度，调节Fe-N-C的配位结构。电化学测试表明， Si/Fe-N-C催化剂在在0.5 M H₂SO₄中表现出优异的ORR活性，其半波电位值为0.817 V（相对于可逆氢电极），显著优于Fe-N-C催化剂。值得一提的是，Si/Fe-N-C催化剂在60 ℃和O₂饱和的条件下经过5000个循环后，活性衰减不显著。这项工作为通过抗腐蚀元素掺杂策略，设计高效、耐用的非贵金属燃料电池电催化剂提供了新思路。