浙江大学Adv Mater：Ru-WO3团簇界面增强离子交换膜燃料电池性能

纳米技术

2025-03-07

Ru是除了Pt电极催化剂之外最高效的替代性材料，但是Ru面临着氢（H_ad）和氢氧根（OH_ad）竞争性吸附问题。

有鉴于此，浙江大学孙文平研究员等报道为了解决竞争性吸附问题，构筑高活性团簇Ru-WO_x界面，得到强耦合的多位点电催化剂，能够避免Ru和WO_x区域的OH_ad和H_ad高覆盖度产生的竞争性吸附。

本文要点：

（1）

实验和理论计算研究结果表明，WO_x区域作为质子海绵，阻碍从相邻Ru区域转移而来的活化氢物种的聚集，WO-H_ad物种能够与Ru-OH_ad物种在异质界面耦合，实现反应动力学更加快速的氢氧化反应，并且实现热力学优势的Tafel-Volmer反应机理。

（2）

以0.05 mg_Ru cm_-2的Ru担载量构筑AEMFC器件表现高达1.36 W cm^-2的峰值功率和优异的持久性（在电流密度为500 mA cm^-2进行80 h后未见明显的电压衰减）。这项工作为理解碱性HOR反应机理以及设计先进的阳极AEMFCs催化剂提供帮助。

参考文献

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