Ru是除了Pt電極催化劑之外最高效的替代性材料,但是Ru面臨著氫(Had)和氫氧根(OHad)競爭性吸附問題。
有鑒于此,浙江大學孫文平研究員等報道為了解決競爭性吸附問題,構筑高活性團簇Ru-WOx界面,得到強耦合的多位點電催化劑,能夠避免Ru和WOx區域的OHad和Had高覆蓋度產生的競爭性吸附。
本文要點:
(1)
實驗和理論計算研究結果表明,WOx區域作為質子海綿,阻礙從相鄰Ru區域轉移而來的活化氫物種的聚集,WO-Had物種能夠與Ru-OHad物種在異質界面耦合,實現反應動力學更加快速的氫氧化反應,并且實現熱力學優勢的Tafel-Volmer反應機理。
(2)
以0.05 mgRu cm-2的Ru擔載量構筑AEMFC器件表現高達1.36 W cm-2的峰值功率和優異的持久性(在電流密度為500 mA cm-2進行80 h后未見明顯的電壓衰減)。這項工作為理解堿性HOR反應機理以及設計先進的陽極AEMFCs催化劑提供幫助。
參考文獻
Xiaozhong Zheng, Shuxin Zhang, Xinying Zheng, Zhongbin Zhuang, Mingxia Gao, Yongfeng Liu, Hongge Pan, Wenping Sun, Cluster-Scale Multisite Interface Reinforces Ruthenium-Based Anode Catalysts for Alkaline Anion Exchange Membrane Fuel Cells, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202502127
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202502127