在人类长久的发展史中，对清洁能源的需求从未如此之高，它引发了一场全球竞赛，以开发新技术作为化石燃料的替代品。这些绿色能源技术中最诱人的是燃料电池。他们使用氢作为燃料来清洁发电，并且可以为大到公用发电站和小到笔记本电脑的系统供电。

然而，氧还原反应可能是大规模部署燃料电池的最大障碍。日前，德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发现了可以使用铁基单原子催化剂增强这种反应的新动力学。

研究人员开发了一种新方法来改善燃料电池化学反应的氧还原部分，其中氧气分子分裂生成水。他们通过“水凝胶锚定策略”做到了这一点，该策略创建了由水凝胶聚合物固定在适当位置的紧密堆积的铁原子组。找到间隔这些原子的正确公式会产生相互作用，使它们能够变成氧还原的催化剂。

弄清楚这些铁原子的密度和位置动力学可以使这种反应的效率达到前所未有的水平。研究人员在最近发表在Nature Catalysis 上的一篇新论文中证明了这些发现 。

这些发现可以应用于包括电催化反应在内的任何事情。这包括其他类型的可再生燃料以及无处不在的化学产品，如醇类、含氧化合物、合成气和烯烃。