在堿性介質(zhì)中尋找高性能的無(wú)鉑氫氧化反應(yīng)電催化劑是堿性聚合物電解質(zhì)燃料電池發(fā)展的關(guān)鍵。近年來(lái)，相工程技術(shù)是提高電催化劑催化性能的有效手段，但目前非常規(guī)多晶界面金屬催化劑的制備仍然是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。近日，武漢大學(xué)羅威課題組成功合成了具有穩(wěn)定六方緊密堆積(hcp)和亞穩(wěn)定面心立方(fcc)相的均相多晶釕納米催化劑，并構(gòu)建了多晶界面。

與穩(wěn)定的hcp-Ru和亞穩(wěn)定的fcc-Ru相相比，具有多晶界面的Ru納米催化劑表現(xiàn)出最高的HOR活性。其中，最優(yōu)的fcc-hcp-Ru-2催化劑的交換電流密度j₀為0.66 mA cm_Ru^?2，是商業(yè)Pt/C的3倍。此外，fcc-hcp-Ru-2還具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，其在1000次CV循環(huán)后沒(méi)有發(fā)生明顯的性能下降，并且反應(yīng)后催化劑的形態(tài)和相結(jié)構(gòu)保持良好。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明，所制備的催化劑上fcc-Ru和hcp-Ru的功函數(shù)不同，導(dǎo)致電子的重新分布。同時(shí)，與fcc-Ru和hcp-Ru相比，具有多晶界面的fcc-hcp-Ru-2催化劑顯示出優(yōu)化的氫吸附自由能，并且fcc-hcp-Ru-2中H* + OH*的能壘較低，突出了構(gòu)建多晶界面的重要性。

總之，通過(guò)在釕的穩(wěn)定相和亞穩(wěn)相之間建立均勻的多晶界面，可以為多晶催化劑的合理設(shè)計(jì)提供一種新的策略，以應(yīng)用于電催化及其它領(lǐng)域。

Polymorphism-Interface-Induced Work Function Regulating on Ru Nanocatalyst for Enhanced Alkaline Hydrogen Oxidation Reaction. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202211586