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。

主要内容：

（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。

（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H₂O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。

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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