构建一种局部化的OH缓冲基团，以增强Ru簇上的碱性氢氧化物反应

《Advanced Energy Materials》：Constructing a Localized OH Buffer Motif to Improve the Alkaline Hydroxide Reaction over Ru Clusters

本文提出一种锚定OH缓冲基团的新策略，用于提升Ru基催化剂在碱性氢氧化反应中的活性与稳定性，通过密度泛函理论计算和原位表征证实，该策略可有效分离OH物种并优化反应动力学，显著提升质子交换膜燃料电池和镍氢电池的性能。

　　

摘要

开发具有高活性和稳定性的基于钌（Ru）的催化剂，用于碱性氢氧化反应（HOR），以替代昂贵的铂（Pt），对于阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）和镍氢电池（Ni-H batteries）的实际应用至关重要。然而，作为HOR反应物之一的羟基（OH）会在钌表面过度吸附，从而导致其氧化失活。本文提出了一种新策略，通过在钌表面锚定局部的OH缓冲基团来克服这些限制，从而促进碱性HOR反应。密度泛函理论计算、原位X射线吸收光谱和原位衰减全反射红外光谱表明，钌表面的OH缓冲基团能够有效地将OH物种从表面去除，暴露出活性 ruthenium（Ru）位点，并同时创建一个局部高OH浓度环境，从而加速HOR反应中的速率决定步骤。这种OH缓冲机制显著提高了碱性HOR的整体性能：与纯钌表面相比，动力学质量活性提高了32.1倍，交换电流密度提高了2.2倍，显著提升了AEMFCs和Ni-H batteries的性能。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。