钌（Ru）作为氢氧化反应（HOR）的最佳候选材料之一，在阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）中引起了广泛的关注，但由于其具有很强的氢氧根亲和性，在碱性条件下动力学缓慢。

基于此，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所徐勇研究员团队、厦门大学黄小青团队、常熟理工学院耿洪波教授合作报道了在RuCu上外延Pt的三元中空纳米笼（Pt-RuCu NCs）作为高效的HOR催化剂，并将其应用于AEMFCs。结合X射线光电子能谱（XPS）、X射线吸收能谱（XAS）、原位傅立叶变换红外光谱（FTIR）和密度泛函理论（DFT）计算表明，优化后的Pt_8.7-RuCu NCs/C上的电子从Pt转移到Ru，改变了电子性质并调节了H*和OH*的吸附特性，从而显著提高了HOR性能。

测试结果表明，优化后的Pt_8.7-RuCu NCs/C的质量活性为5.91 A mg_Pt+Ru^-1，分别是RuCu NCs/C（1.38 A mg_Pt+Ru^-1）、PtRu/C（1.83 A mg_Pt+Ru^-1）和Pt/C（0.37 A mg_Pt^-1）的4.2倍、3.2倍和15.9倍。更重要的是，AEMFC在电流密度为3.35 A cm^-2时，比峰值功率密度达到15.9 W mg_Pt+Ru^-1，显著高于大多数PtRu-基燃料电池。本工作提出了一种高效的催化剂用于碱性HOR和AEMFCs，将引起化学、材料和能源等多个领域的研究人员的兴趣。

相关工作以Hollow Pt-Encrusted RuCu Nanocages Optimizing OH Adsorption for Efficient Hydrogen Oxidation Electrocatalysis为题发表在Angewandte Chemie International Edition期刊上。

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图1. 合成与形貌表征

图2. 催化性能

图3. XPS、XANES和EXAFS光谱表征

图4. 原位FTIR光谱表征

图5. DFT计算