Angew：无定形SrRuPtOxHy纳米带助力碱性燃料电池催化
学术
2024-12-25 20:25
上海
用于氢氧化反应（HOR）的PtRu基催化剂存在效率低、CO中毒和在高电位下过度氧化的问题。有鉴于此，厦门大学黄小青教授、韩佳甲助理教授、中国海洋大学李雷刚副教授等采用非晶化策略制备非晶态SrRuPtOxHy纳米带（a-SrRuPtOxHy NBs）。由于其特殊的非晶态结构，a-SrRuPtOxHy NBs优化了中间体（H和OH）的吸附，增加了活性位点的数量，大大减弱了CO中毒，增强了抗氧化能力。要点1. a-SrRuPtOxHy NB显示出优异的HOR性能，质量活性达到7.3 A/mgPt+Ru，是SrRuPt(OH)x的23倍，是商用PtRu/C的5倍，并且具有持久的稳定性。此外，在0.05mgPt+Ru/cm2的低负载量，a-SrRuPtOxHy NBs的峰值功率密度为750 mW/cm2，比功率为14.8 W/mgPt+Ru，性能超过了许多已报道的HOR催化剂。要点2. 机理研究表明，Pt和Ru以氧化物/氢氧化物的形式存在，a-SrRuPtOxHy NBs中的H参与了HOR。从头算分子动力学模拟（AIMD）和DFT计算模拟的结果表明，a-SrRuPtOxHy NBs具有三种催化机理，都表现出非常低的催化反应能垒，HOR反应效率显著提高。这项工作为设计高性能的燃料电池催化剂提供了一种新策略。Siyu Liu, Shangheng Liu, Jingliang Bao, Zhongliang Huang, Licheng Wei, Nanjun Chen, Zhiwei Hu, Wei-Hsiang Huang, Chih-Wen Pao, Qingyu Kong, Jiajia Han, Leigang Li, Xiaoqing Huang, Optimized Adsorption of Had and OHad over Amorphous SrRuPtOxHy Nanobelts towards Efficient Alkaline Fuel Cell Catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202421013https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202421013
