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据外媒报道，香港科技大学（HKUST）和厦门大学（厦门大学）的研究人员对表面钌原子如何提高铂的析氢和氧化活性有了新的认识。这一发现开辟了新方法，有助于合理设计用于电解槽和燃料电池应用的更先进的催化剂。
氢是一种不含碳的清洁能源载体，有望在促进社会可持续发展方面发挥重要作用，可再生能源可通过电解槽中的析氢反应（HER）制氢，并利用水制氢；并通过燃料电池中的氢氧化反应（HOR）消耗氢气来发电。
不幸的是，在碱性介质中，即使使用最活跃的铂催化剂，这两个反应的动力学仍然非常缓慢，缓慢的反应速率影响了这两种电化学装置的效率并阻碍了它们的大规模应用，已知可以通过表面改性或与钌合金化来提高HER/HOR的铂反应速率。然而，这种方法几十年来一直存在争议，部分原因是缺乏对催化剂表面氢原子行为的直接观察。
为了揭开铂钌双金属催化剂提高HER/HOR反应速率的奥秘，香港科技大学化学与生物工程与能源研究所邵敏华教授带领的研究小组使用了强大的表面增强红外吸收光谱（ SEIRAS）直接监测不同表面上重要反应中间体氢原子的键强度。通过全面的电化学、光谱学和理论研究，研究人员证实，与亚表面铂相互作用的表面钌原子比铂活性高一个数量级，即钌原子是系统中的主要活性位点，而不是铂原子。
研究人员表示：“以前的工作主要使用传统的电化学和表征技术，无法直接监测氢反应中间体的吸附行为。在这项研究中，我们使用了强大的表面增强红外吸收光谱，这是非常罕见的。”直接看到表面氢原子的技术。同时，它为我们提供了关于钌如何提高活性的更直接的信息。这项工作排除了最常见的理论，即铂和钌之间的界面双功能效应是活性增加的原因将为未来设计更先进的 HER/HOR 催化剂开辟新方向。无论是在水电解槽还是氢燃料电池中，都将有助于减少贵金属的使用。”
目前，基于这些发现，研究人员正在开发实用的高性能双金属铂-钌电催化剂。
