“香港科技大学发现新机制 可提高氢燃料电池中双金属催化剂的活性”

据世界汽车新闻报道，香港科技大学( hkust )和厦门大学)的研究人员阐明了对表面钌原子如何改善铂的氢分解和氧化活性的新认识。 这一发现将开辟新的道路，有助于合理设计更先进的催化剂用于电解槽和燃料电池的应用。

(图片来源:香港科技大学)

氢是不含碳的清洁能源载体，有望在推动可持续社会快速发展方面发挥重要作用。 使用可再生能源，通过电解槽中的氢分离反应( her )，用可以用水制氢的燃料电池通过氢氧化反应( hor )耗氢发电。

遗憾的是，在碱性介质中，即使采用了最活跃的铂催化剂，这两种反应的动力学表现仍很缓慢。 缓慢的反应速度会影响这两种电化学装置的效率，阻碍大规模的应用。 已知通过表面改性或与钌的合金化，提高her/hor的铂反应速度。 但是，几十年来，该方法备受争议，部分原因是没有直接注意催化剂表面氢原子的行为。

为了揭开铂钌双金属催化剂提高her/hor反应速度的谜团，由hkust化学生物工程系和能源研究所教授minhua shao率领的研究小组通过强力的表面增强红外吸收光谱( seiras )，对不同表面上的重要反应 综合电化学、光谱学和理论研究证明，研究人员二次表面与铂相互作用的表面钌原子比铂的活性高一个数量级。 也就是说，钌原子不是铂原子，而是该系统中的主要活性位点。

研究人员表示，“以前的事业中，首先采用的是一直以来流传下来的电化学和特征技术，不能直接监测氢气反应中间体的吸附行为。 在这项研究中，采用了强力的表面增强红外吸收光谱。 这是可以直接看到极少数表面氢原子的技术之一。 而且，它为我们提供了关于钌如何提高活性的更直接的新闻。 这项工作排除了最普遍的理论，即铂和钌之间界面的双重功能效应是活性增加的原因，为未来设计更先进的her/hor催化剂开辟了新的方向。 在水电解槽和氢燃料电池中，有助于减少贵金属的采用。 ”

目前，基于这些发现，研究人员正在开发实用的高性能双金属铂-钌电催化。