近日，我校石油化工学院青年教师丛媛媛在国际顶刊《Applied Catalysis B: Environment andEnergy》（影响因子为19.7）发表了题为“Decoupled tandem electrocatalysis enabled by Ru-Pd/WC for fast and robust hydrogen oxidation”的最新研究成果。石油化工学院2023级硕士研究生代子若与2024级硕士研究生张益龙为该研究的共同第一作者。
Ru基电催化剂虽具碱性氢氧化（HOR）潜力，但高电位下强亲氧性致表面氧化失活一直是瓶颈。传统方法试图削弱亲氧性，却无法改变Ru-O键热力学有利的本质。我们另辟蹊径，提出“解耦串联电催化”，主动将亲氧性转化为功能优势。构筑的Ru-Pd/WC异质结构实现反应空间解耦：Ru负责OHad活化，Pd/WC完成氢的快速溢流、存储与释放。HOR从表面竞争转为串联接力，H2在WC解离后经PdHx中间体将活性氢可控释放，与Ru上OHad反应生成水。基于该机制，组装的氢氧根交换膜燃料电池峰值功率密度达1308.1mWcm-2，超越商用Pt/C阳极；且经多次启动/停机循环后电压保留率仍高达94%，直接验证了串联路径使Ru-Pd/WC电催化剂在高电位下能够持续稳定运行。该工作变“毒化”为“功能”，攻克了Ru基碱性HOR高电位失活长期存在的难题，为开发高性能、抗氧化的阳极电催化剂提供了全新路径。
该研究工作得到了中央引导地方科技发展资金项目和国家自然科学基金的资助。该团队围绕氢能高效利用这一方向开展了持续攻关，近年来已在Advanced Functional Materials、Journal of Energy Chemistry、Chemical Engineering Journal、Advanced Science、Journal of Colloid and Interface Science、Nano Energy与Journal of Materials Chemistry A等国际权威期刊上发表系列研究成果。（图/文：丛媛媛；审核：李大鹏）
