阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)是理想的能量转换器件。但是,作为AEMFCs阳极氢氧化反应(HOR)的标杆性催化剂,Pt仍然面临性能缺乏,而且容易发生CO中毒。
有鉴于此,西北工业大学韩云虎教授、奥克兰大学王子运教授等通过焦耳热辅助合成一种负载在单个W原子修饰的氮掺杂碳上的小尺寸Ru1Pt单原子合金催化剂(s-Ru1Pt@W1/NC),其中Ru1Pt纳米颗粒的近程单Ru原子和载体的远程单个W原子同时调节活性Pt位点的电子结构,因此增强s-Ru1Pt@W1/NC的碱性HOR性能。
本文要点:
(1)
s-Ru1Pt@W1/NC的质量活性为7.54 A mgPt+Ru-1,并且在含有1000 ppm CO的饱和氢气H2电解液具有优异的稳定性。令人感到惊讶的是,能够在H2饱和电解液稳定运行1000 h,性能仅衰减24.60 %。
(2)
理论计算表明,近程单Ru原子和远程单W之间的原子协同作用,优化活性Pt位点的电子结构,提高催化剂的HOR活性和抗CO能力。
参考文献
Jiao, W., Ren, Z., Cui, Z. et al. All-round enhancement induced by oxophilic single Ru and W atoms for alkaline hydrogen oxidation of tiny Pt nanoparticles. Nat Commun 16, 883 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-56240-y
https://www.nature.com/articles/s41467-025-56240-y