据国外媒体报道，来自香港科技大学(HKUST)和厦大的研究人员揭示了一种新的理解，即表面的钌原子如何提高铂的析氢和氧化活性。这一发现开辟了新的途径，有助于设计更先进的电解池和燃料电池催化剂。
(来源:香港科技大学)
氢气是一种无碳清洁能源载体，有望在促进社会可持续发展中发挥重要作用。可再生能源可用于通过电解池中的析氢反应来生产氢气。并且通过氢氧化反应(HOR)在燃料电池中消耗氢来发电。
不幸的是，在碱性介质中，即使使用最活性的铂催化剂，这两个反应的动力学性能仍然很慢。缓慢的反应速率影响了这两种电化学装置的效率，并阻碍了它们的大规模应用。已知HER/HOR的铂反应速率可以通过表面改性或与钌合金化来提高。然而，这种做法几十年来一直存在争议，部分原因是缺乏对催化剂表面氢原子行为的直接观察。
为了揭示铂钌双金属催化剂提高HER/HOR反应速率的奥秘，大学化学与生物工程系和能源研究所邵教授领导的研究团队通过强大的表面增强红外吸收光谱(SEIRAS)直接监测不同表面上重要反应中间体氢原子的成键强度。研究人员通过综合电化学、光谱和理论研究，证实了与亚表面铂相互作用的表面钌原子比铂高一个数量级，即钌原子是体系中的主要活性位点，而不是铂原子。
研究人员说:“以前的工作主要使用传统的电化学和表征技术，无法直接监测氢反应中间体的吸附行为。在这项研究中，我们使用了强大的表面增强红外吸收光谱，这是为数不多的可以直接看到表面氢原子的技术。同时，它为我们提供了钌如何提高其活性的更直接的信息。这项工作排除了铂钌界面的双功能效应是活性提高的原因这一最常见的理论，为今后设计更先进的HER/HOR催化剂开辟了新的方向。无论是在水电解电池还是氢燃料电池中，都将有助于减少贵金属的使用。”
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剂。据国外媒体报道，来自香港科技大学(HKUST)和厦大的研究人员揭示了一种新的理解，即表面的钌原子如何提高铂的析氢和氧化活性。这一发现开辟了新的途径，有助于设计更先进的电解池和燃料电池催化剂。
(来源:香港科技大学)
氢气是一种无碳清洁能源载体，有望在促进社会可持续发展中发挥重要作用。可再生能源可用于通过电解池中的析氢反应来生产氢气。并且通过氢氧化反应(HOR)在燃料电池中消耗氢来发电。
不幸的是，在碱性介质中，即使使用最活性的铂催化剂，这两个反应的动力学性能仍然很慢。缓慢的反应速率影响了这两种电化学装置的效率，并阻碍了它们的大规模应用。已知HER/HOR的铂反应速率可以通过表面改性或与钌合金化来提高。然而，这种做法几十年来一直存在争议，部分原因是缺乏对催化剂表面氢原子行为的直接观察。
为了揭示铂钌双金属催化剂提高HER/HOR反应速率的奥秘，HKUST能源研究院化学与生物工程系邵教授领导的研究团队指导……通过强大的表面增强红外吸收光谱(SEIRAS)监测不同表面上重要的反应中间体氢原子的结合强度。研究人员通过综合电化学、光谱和理论研究，证实了与亚表面铂相互作用的表面钌原子比铂高一个数量级，即钌原子是体系中的主要活性位点，而不是铂原子。
研究人员说:“以前的工作主要使用传统的电化学和表征技术，无法直接监测氢反应中间体的吸附行为。在这项研究中，我们使用了强大的表面增强红外吸收光谱，这是为数不多的可以直接看到表面氢原子的技术。同时，它为我们提供了钌如何提高其活性的更直接的信息。这项工作排除了铂钌界面的双功能效应是活性提高的原因这一最常见的理论，为今后设计更先进的HER/HOR催化剂开辟了新的方向。无论是在水电解电池还是氢燃料电池中，都将有助于减少贵金属的使用。”
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剂。
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