氢氧化物交换膜燃料电池（HEMFC）是一种极具成本效益的能量转换技术。然而，目前的HEMFC需要高负载量的铂族金属（PGM）催化剂，特别是对于氢氧化反应。近日，洛桑联邦理工学院Hu Xile、南卡罗来纳大学William E. Mustain开发了一种在碱性条件下具有高质量活性的多孔氮掺杂碳支持的PtRu氢氧化反应催化剂（PtRu/pN-C）。

本文要点：

1) 光谱和微观数据表明，除了PtRu纳米颗粒外，pN-C上还存在Pt单原子。机理研究表明，Ru调节Pt的电子结构以获得最佳的氢结合能，而pN-C上的Pt单原子优化了界面水结构。这些协同相互作用是该催化剂具有高催化活性的原因。

2) 在HEMFC中，该催化剂和商业Fe–N–C氧还原反应催化剂实现了高PGM利用率，并且在0.65 V时的电流密度高达1.5 A. cm⁻²，这超过了美国能源部2022年的目标（1 A. cm⁻²）。

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Weiyan Ni et.al Synergistic interactions between PtRu catalyst and nitrogen-doped carbon support boost hydrogen oxidation Nature Catalysis 2023

DOI: 10.1038/s41929-023-01007-1

https://doi.org/10.1038/s41929-023-01007-1