CO毒化对Pt催化剂的表面产生严重危害,是质子交换膜燃料电池(PEMFC)商业化长期面临的挑战。表面结构和界面结构设计实现维持清除CO和Pt位点再生,是得到高性能的耐CO毒化催化剂的关键。
有鉴于此,重庆大学陈四国副教授、中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院郭琳副研究员等报道MoCx作为Pt催化剂的载体,并且Pt-MoCx界面引入单原子Ru,构筑的催化剂能够减少Pt位点的CO吸附强度。
本文要点
(1)
MoCx和SA-Ru能够免于CO毒化,因此能够分解水产生活性氧,并且连续对吸附CO分子催化氧化。
(2)
通过两种效应的结合,SA-Ru@Pt/MoCx催化剂具有优异的抗CO毒化能力,实现了在高浓度CO下稳定工作,20000 ppm CO的H2-O2燃料电池峰值输出功率达到85.5 mW cm-2。这种优异的性能使得利用价格便宜的重整氢气作为PEMFC的燃料有可能成为现实。
参考文献
Long, D., Liu, Y., Ping, X. et al. Constructing CO-immune water dissociation sites around Pt to achieve stable operation in high CO concentration environment. Nat Commun 15, 8105 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-51562-9
https://www.nature.com/articles/s41467-024-51562-9