可再生燃料电池通过将电能可逆地转化为氢气,再转化为电能,具有高效、大规模储能的潜力,对于利用间歇性可再生能源至关重要。
然而,其实用化受到效率不高的限制,需要开发成本效益高的电催化剂来解决这一挑战。
基于此,2025年3月20日,新加坡国立大学汪磊、刘斌、西安交通大学苏进展等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《CNT-Supported RuNi Composites Enable High Round-Trip Efficiency in Regenerative Fuel Cells》的研究论文。
在本研究中,作者开发了一种低钌含量的碳纳米管(CNT)负载的钌镍复合材料,作为碱性氢和氧电催化的高效稳定催化剂,涵盖析氢反应、析氧反应、氢氧化反应和氧还原反应。
进一步组装并评估了使用这种催化剂复合材料的可再生燃料电池,在实际相关条件下,该系统在电解槽和燃料电池模式下均表现出色。
具体而言,电解槽模式下,仅需1.64 V的低电池电压即可达到1 A cm⁻²的电流密度;
燃料电池模式下,同一电流密度下可提供0.52 V的高输出电压,未进一步优化时循环效率(RTE)达31.6%。
使用钌镍催化剂复合材料实现的多功能性、高活性和令人印象深刻的循环效率,凸显了其作为可再生燃料电池单一催化剂的潜力。
CNT-Supported RuNi Composites Enable High Round-Trip Efficiency in Regenerative Fuel Cells,Advanced Materials.,2025. https://doi.org/10.1002/adma.202500416