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罗威AM：Ru间隙掺杂硼实现高效阴离子交换膜燃料电池

时间：2023-11-12 来源：浏览：

罗威AM：Ru间隙掺杂硼实现高效阴离子交换膜燃料电池

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开发高性能碱性 HOR 催化剂是离子交换膜燃料电池商业化的关键。

有鉴于此， 武汉大学罗威等 报道将硼原子以间隙掺入 Ru 的方式构筑 B-Ru/C 催化剂，作为 AEMFC 的阳极催化剂，电池的峰值功率密度达到 1.37 W cm ^-2 ，接近商业化 PtRu 催化剂的性能。

本文要点

要点1. 研究发现这种催化剂随着 pH 的改变， HOR 的催化反应动力学并没有发生单调降低，而且观测发现在 pH 值改变过程中， HOR 的催化活性出现峰值，这个现象导致碱性电催化性能超过了酸性电催化性能。

要点2. 实验结果和 DFT 理论计算结果说明硼原子间隙掺杂导致 Ru 的 d 能带位置上移，从而增强 OH 和 H ₂ O 的吸附能力，同时降低生成水分子的能垒，因此实现了优异的碱性 HOR 性能。碱性 HOR 的质量活性达到 1.716 mA μg _PGM ^-1 ，性能达到 Ru/C 的 13.4 倍， Pt/C 的 5.2 倍。

Pengyu Han, Xinyi Yang, Liqing Wu, Hongnan Jia, Jingchao Chen, Wenwen Shi, Gongzhen Cheng, Wei Luo, A Highly-Efficient Boron Interstitially Inserted Ru Anode Catalyst for Anion Exchange Membrane Fuel Cells, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202304496

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202304496

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