对于具有高成本效益的碱性水电解槽而言，设计基于单原子催化剂的高效析氧反应（OER）电催化剂是非常有前途的选择。但是，纯双金属合金上用于决速步骤（RDS）（从O*到OOH*）的OOH*中间体和高能垒的不稳定性是严峻的挑战。

有鉴于此，韩国基础科学研究所Hyoyoung Lee等人，报告了一种原子分散的钌单原子在石墨碳（RuSACoFe₂/G）封装的钴铁双金属合金上作为碱性OER的高效且持久的电催化剂。

本文要点

1）采用X射线吸收光谱（XAS）和像差校正的透射电子显微镜（AC-TEM）以及理论计算验证了表面富氧合金中孤立的Ru位点。RuSACoFe₂/G表现出出色的内在活性，在10mA cm^-2时，其过电位仅为180 mV，创下了新纪录，而且在碱性介质中具有出色的耐久性。

2）密度泛函理论(DFT)模拟表明，在双金属合金上预先吸附表面氧的孤立Ru位点有效地稳定了OOH*中间体，并显著降低了RDS的能垒，提高了固有的OER活性。

3）集成式碱性电解槽在10 mA cm^-2下具有1.48 V的低电池电压，这表明它具有在实际应用中使用的潜力。

参考文献：

Jinsun Lee et al. Stabilizing OOH* intermediate via pre-adsorbed surface oxygen of single Ru atom-bimetallic alloy for ultralow overpotential oxygen generation. Energy Environ. Sci., 2020.

DOI: 10.1039/D0EE03183F

https://doi.org/10.1039/D0EE03183F