CO驱动的燃料电池可实现H2车载净化(英文)

作者：李阳; 王显; 梅丙宝; 王颖; 罗兆艳; 罗二桂; 杨小龙; 施兆平; 梁亮; 金钊; 武志坚; 姜政^*; 刘长鹏; 邢巍; 葛君杰^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(13): 1305-1311.

由于CO优先吸附并毒化催化剂表面,质子交换膜燃料电池(PEMFC)即使在CO以ppm级别(<10 ppm)存在时性能也会因严重毒化而大幅降低.本文报道了一种原子级分散的Rh基催化剂,使得CO不仅不毒化电池,还成为了PEMFC的燃料.CO的起始氧化电位为0V,且纯CO驱动的PEMFC功率密度达到了空前的236m Wcm-2,其最大转化频率(TOF, 64.65 s-1, 363 K)远远超过了目前所报道的任何化学或者电化学催化剂.利用这一功能,可以选择性地使用PEMFC技术纯化氢气中的少量CO杂质.仅通过运行一个单电池, CO的浓度可以降低1个数量级.这种Rh单位点催化剂对CO的催化转化行为归因于弱的CO吸附和两个相邻Rh位点在CO和H2O分子之间的共活化的相互作用.

• 单位
  稀土资源利用国家重点实验室; 中国科学技术大学; 中国科学院大学