为碱性氢氧化反应（HOR）提供高活性和耐CO的非铂催化剂是实现碱性燃料电池商业化的重大途径。然而，这仍然是一个巨大的挑战。近日，湖南大学黄宏文、新加坡国立大学Lin Zhiqun、重庆大学Ding Wei通过缺陷碳负载Ru催化剂的界面化学调控实现了高效和耐CO的碱性氢氧化反应。
本文要点：
1) 稳定的缺陷碳负载Ru催化剂（表示为Ru@C)通过精细地调控催化剂界面化学，在碱性介质中实现高效和耐CO的HOR。而碳载体中的缺陷程度是调节界面化学的关键。作者综合实验和密度泛函理论计算研究表明，共价键合的钌控制了钌和碳载体之间的良好界面化学相互作用，Ru─O─C使Ru的d电子重新分布，并使d带中心下移，从而削弱了氢的吸附并抑制了Ru的4d→CO 2π*的负反馈。
2) 因此Ru@C与传统的Ru/C催化剂相比，催化剂对碱性HOR的质量活性（@25mV）提高了6.6倍。该催化剂可以耐受20000 ppm的CO，远远超过商业Pt/C和PtRu/C催化剂。该工作阐明了精确调控界面化学与HOR性能之间的相关性，有利于推动先进催化剂的设计。
Zhilong Yang et.al Tailoring Interfacial Chemistry of Defective Carbon-Supported Ru Catalyst Toward Efficient and CO-Tolerant Alkaline Hydrogen Oxidation Reaction Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300881
https://doi.org/10.1002/aenm.202300881
