忻获麟/刘熙俊Sci. Adv.：设计Ru-Ni双原子位点助理高效碱性氢氧化

由于碱性氢氧化反应（hydrogen oxidation reaction, HOR）的缓慢动力学，阻碍了阴离子交换膜燃料电池（Anion exchange membrane fuel cells, AEMFCs）的发展。基于此，美国加州大学尔湾分校忻获麟教授和广西大学刘熙俊教授（共同通讯作者）等人报道了单原子和双原子位点的 HOR 催化活性作为*H和*OH结合能的函数，以筛选HOR的最佳活性位点。

在文中，作者结合理论和实验工作制定了针对最佳HOR催化剂的设计策略，并通过原位技术加深了对HOR机理的理解。首先，作者通过密度泛函理论（DFT）计算预测，在筛选的单原子和双原子位点系统中，Ru-Ni双原子位点是HOR的最佳活性中心。结果表明，具有Ru-Ni双原子位点的催化剂表现出优异的HOR活性。

其中，在碱性电解质中的过电位为50 mV时质量比动力学电流密度为132.6±3.3 mA mg_RuNi^-1，交换电流密度为2.69±0.06 mA cm^-2，优于单位点对应物和大多数碱性HOR催化剂。该催化剂还表现出优异的CO耐受性和HOR稳定性。

SECM研究表明，RuNi/NC优异的电化学活性源于Ru-Ni双原子位点。DFT计算和原位X射线吸收光谱研究进一步揭示了Ru和Ni在HOR期间促进分子H₂解离和加强OH吸附方面的协同相互作用。

Design of Ru-Ni diatomic sites for efficient alkaline hydrogen oxidation. Sci. Adv., 2022, DOI: 10.1126/sciadv.abm3779.

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2024/02/13/4486df68ce/

忻获麟/刘熙俊Sci. Adv.：设计Ru-Ni双原子位点助理高效碱性氢氧化

相关推荐