克服碱性氢氧化反应(HOR)的缓慢动力学是一项具有挑战性的工作，但对于实用的阴离子交换膜燃料电池来说至关重要。

近日，浙江大学潘洪革教授，孙文平教授结合单原子合金和异质结构催化剂的结构特点，设计了一种独特的以原子分散铬与羟基簇合物（Ru-Cr₁(OH)_x）配位的Ru基催化剂，用于加速HOR动力学。

文章要点

1）研究发现，孤立的Cr₁(OH)_x团簇作为助催化剂，可以最大限度地提高界面活性中心，并为优化HBE和促进氢或CO从Ru溢出到Cr₁(OH)_x创造丰富的活性氧物种。基于同位素标记实验，研究人员也证实了Cr₁(OH)_x中的原始氧物种与吸附的氢发生了较快的氢氧化反应动力学。

2）结果表明，Ru-Cr₁(OH)_x的HOR活性是未经修饰的Ru的50倍。此外，孤立的Cr₁(OH)_x团簇还有利于去除CO分子，抑制Ru物种在HOR过程中的聚集，最终提供优异的CO耐受性和耐久性能。

该策略优于典型的氢氧化物纳米修饰剂和合金催化剂的设计，并且与传统的以表面金属位点为中心的观点相比，呈现了根本不同的HOR机理。

参考文献

Zhang, B., Zhang, B., Zhao, G. et al. Atomically dispersed chromium coordinated with hydroxyl clusters enabling efficient hydrogen oxidation on ruthenium. Nat Commun 13, 5894 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-33625-x

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33625-x