韩国成均馆大学开发高效氢燃料电催化剂

韩国成均馆大学基础科学研究所(IBS)集成纳米结构物理中心副主任Lee Hyoyoung开发了一种高效持久的新型氢燃料电催化剂，有助于提高电解氢的生产效率。

含有贵金属的氧化钌(RuO2)和氧化铱(IrO2)催化剂可以用于提高氧气产率，但其主要问题是长期使用的稳定性差，并且非常昂贵。韩国大学的研究人员认为，他们已经克服了依赖贵金属的问题，使用钴、铁和微量钌制备催化剂。该研究结果发表在RSC期刊《Energy & Environmental Science》上。

共同研究者Lee Jinsun和Kumar Ashwani解释说：“我们使用两亲性嵌段共聚物来控制单钌(Ru)原子-双金属合金中的静电吸引。该共聚物有助于合成烃分子球形簇，其可溶性和不溶性的链段形成核心和壳层。”在这项研究中，共聚物具有独特的化学结构，能够合成单原子钌合金，该合金存在于被有缺陷的多孔石墨化碳壳包围的钴-铁(Co-Fe)金属复合材料的顶部。

该研究小组发现，在Co-Fe合金合成过程中，表面会吸附氧，这些预吸附的氧会在氧生成反应过程中使中间体OOH稳定，从而提高了“催化反应的效率”。在这一新发现之前，研究人员对预吸附的表层氧没有给予太多关注。

研究人员发现，在750 ℃的氩气中退火 4 h是制氧工艺的理想条件。除此之外，主体金属表面上的单钌原子会降低产生氧的能垒，协同提高了氧气释放的效率。采用这种方法显著改善了氢燃料电催化剂的效率和成本。