新加坡国立&西安交大Adv Mater：RuNi/CNT电催化剂实现高效往返电催化效率

纳米技术

2025-03-20

可再生燃料电池在通过将电能可逆地转化为氢气以及将氢气再转化为电能来实现高效、大规模的能量存储方面具有巨大潜力，这使得它们对于利用间歇性可再生能源至关重要。然而，其实际应用受到效率不尽人意的阻碍。应对这一挑战需要开发具有成本效益的电催化剂。

有鉴于此，新加坡国立大学刘斌（美国国家工程院外籍院士，新加坡工程院院士，新加坡国家科学院院士）、汪磊助理教授、西安交通大学苏进展教授等报道开发了一种负载在碳纳米管CNT上，且Ru负载量非常低的RuNi复合材料，作为一种用于碱性条件下氢和氧电催化的高效且稳定的催化剂，这些电催化反应包括HER反应、OER反应、HOR反应和ORR反应。

本文要点：

（1）

此外，使用这种催化剂复合材料组装了一个可再生燃料电池，并在实际相关条件下对其进行了评估。正如预期的那样，该系统在电解池模式和燃料电池模式下均表现出出色的性能。具体而言，在电解池模式下，它实现了低至1.64 V的电池电压以达到1 A cm⁻²的电流密度；在燃料电池模式下，在相同的电流密度下它能提供0.52 V的高输出电压，在未进一步优化的情况，实现了31.6%的往返效率（RTE，round-trip efficiency）。

（2）

RuNi复合催化剂表现了多功能、高活性以及优异的往返效率，突出展示了其作为可再生燃料电池单一催化剂的潜力。

参考文献

Chunfeng Li, Danning Li, Lubing Li, Haozhou Yang, Yan Zhang, Jinzhan Su, Lei Wang, Bin Liu, CNT-Supported RuNi Composites Enable High Round-Trip Efficiency in Regenerative Fuel Cells, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202500416

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500416