Để tổng hợp hỗn hợp, các nhà nghiên cứu đã tìm cách loại bỏ gần như hết các chất ô nhiễm kim loại trong vật liệu xúc tác. Chất vô cơ, thường là kim loại, gây ảnh hưởng đến quả hiệu của chất xúc tác do làm giảm các phản ứng oxy là trung tâm của chức năng xúc tác trong pin nhiên liệu.

Giải pháp được đưa ra là sử dụng hỗn hợp sắt-nitơ gắn trong tấm graphene có đường kính vài nano mét. Thử nghiệm chất xúc tác Fe-N-C này cho thấy nó có khả năng hoạt động sánh ngang vật liệu xúc tác Pt/C (bạch kim) phổ biến và đắt đỏ.

Qui trình mới dựa trên một qui trình cũ của HZB đạt kỷ lục thế giới về hiệu suất, nhằm mục đích tinh chế vật liệu xúc tác ở mức cao, bằng cách kết hợp xử lý nhiệt và khắc axít để giảm số lượng vật liệu lạ trong hợp chất xúc tác.

GS. Ulrike Kramm, đồng tác giả nghiên cứu đã sử dụng qui trình này để chế tạo chất xúc tác giá rẻ có các lớp graphene được tạo nên từ hỗn hợp FeN4, mà không cần đến các hạt nano sắt như trước đây, trong khi cải thiện phản ứng của chất xúc tác. Điều này cho phép các nhà thiết kế bổ sung chất hoạt hóa để làm tăng khả năng sản xuất chất xúc tác đáp ứng yêu cầu của pin nhiên liệu chuyên dụng.

Chất xúc tác mới có thể được sử dụng trong một số loại pin nhiên liệu vì nhiều mục đích. Pin nhiên liệu trong ngành công nghiệp ô tô, có thể bao gồm hydro, khí thiên nhiên và các nhiên liệu khác, sẽ ít đắt đỏ hơn. Pin nhiên liệu trong ngành khoa học và quân sự cũng sẽ được cải thiện với chi phí thấp, trong khi pin nhiên liệu tiêu dùng trong các thiết bị điện tử và thiết bị khác tương tự sẽ được hưởng lợi từ thiết kế chất xúc tác mới.