在碳達(dá)峰、碳中和的背景下，我國(guó)能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程加快，以氫氣和氧氣作為燃料的堿性燃料電池技術(shù)備受關(guān)注。催化劑成本、性能及壽命問(wèn)題是影響燃料電池規(guī)?；瘧?yīng)用的一大挑戰(zhàn)。

近日，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所徐維林課題組在國(guó)際期刊《Advanced Energy Materials》（JCR一區(qū)，IF:24.4）發(fā)表題為《Ru-MnO Heterostructure Clusters Toward Efficient and CO-Tolerant Alkaline Hydrogen Oxidation Reaction》論文。論文研究設(shè)計(jì)了在商用碳（BP2000）上負(fù)載兩個(gè)相鄰簇的Ru-MnO異質(zhì)結(jié)構(gòu)（稱為Ru-MnO/C），用于加速堿性HOR的緩慢動(dòng)力學(xué)。團(tuán)簇-團(tuán)簇異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面通過(guò)電子從Ru轉(zhuǎn)移到MnO來(lái)改變Ru位點(diǎn)的電子結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化中間體在Ru位點(diǎn)上的吸附。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該催化劑在堿性介質(zhì)中表現(xiàn)出高催化HOR活性，具有高交換電流密度（3.71 mA cm^?2）和質(zhì)量活性（0.78 A mg_Ru^?1）。同時(shí)，在H2/O2條件下，堿性交換膜燃料電池的特定峰值功率密度（PPD）為7.0 W mg^?1_Ru，高于大多數(shù)研究報(bào)道的催化劑材料。更重要的是，該催化劑表現(xiàn)出顯著的穩(wěn)定性和耐CO性。這項(xiàng)研究工作充分展示了團(tuán)簇-團(tuán)簇異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面在高效HOR方面的特點(diǎn)，對(duì)開(kāi)發(fā)新型催化劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。

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