质子交换膜水电解(PEMWE)的成功取决于活性和坚固的电催化剂来促进析氧反应(OER)。杂原子掺杂的RuOx已成为一种有前景的电催化剂,因为杂原子抑制了晶格氧参与OER,从而防止了表面Ru的失稳和催化剂的降解。但是,识别合适的杂原子并实现它们与Ru原子的原子尺度耦合是个艰难的任务。
有鉴于此,高丽大学Kwangyeol Lee教授、西江大学Seoin Back副教授、韩国科学技术院(KAIST)Sung Jong Yoo教授、仁川国立大学Taehyun Kwon教授等报道,为了引导反应途径远离晶格氧的参与,我们将具有OER活性的Ir原子结合到RuO2基底,并且通过利用Ru/Ir原子在晶格参数调控可变生长行为,最大限度地提高且稳定Ru和活性Ir中心之间的协同作用。
本文要点:
(1)
在PEMWE中,(RuIr)O2/C电催化剂在2.0 V下显示出4.96 A cm−2的优异电流密度和19.84 A mgRu+Ir−1的质量活性。
(2)
原位光谱分析和理论计算结果强调了Ru/Ir双OER活性位点协同共存的重要性,通过优化与氧中间体的结合能和稳定Ru位点,减轻Ru的溶解。
参考文献
Park, Y., Jang, H.Y., Lee, T.K. et al. Atomic-level Ru-Ir mixing in rutile-type (RuIr)O2 for efficient and durable oxygen evolution catalysis. Nat Commun 16, 579 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-55910-1
https://www.nature.com/articles/s41467-025-55910-1