CO毒化對Pt催化劑的表面產生嚴重危害,是質子交換膜燃料電池(PEMFC)商業化長期面臨的挑戰。表面結構和界面結構設計實現維持清除CO和Pt位點再生,是得到高性能的耐CO毒化催化劑的關鍵。
有鑒于此,重慶大學陳四國副教授、中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院郭琳副研究員等報道MoCx作為Pt催化劑的載體,并且Pt-MoCx界面引入單原子Ru,構筑的催化劑能夠減少Pt位點的CO吸附強度。
本文要點
(1)
MoCx和SA-Ru能夠免于CO毒化,因此能夠分解水產生活性氧,并且連續對吸附CO分子催化氧化。
(2)
通過兩種效應的結合,SA-Ru@Pt/MoCx催化劑具有優異的抗CO毒化能力,實現了在高濃度CO下穩定工作,20000 ppm CO的H2-O2燃料電池峰值輸出功率達到85.5 mW cm-2。這種優異的性能使得利用價格便宜的重整氫氣作為PEMFC的燃料有可能成為現實。
參考文獻
Long, D., Liu, Y., Ping, X. et al. Constructing CO-immune water dissociation sites around Pt to achieve stable operation in high CO concentration environment. Nat Commun 15, 8105 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-51562-9
https://www.nature.com/articles/s41467-024-51562-9