在单原子位点对纳米材料进行工程设计，能够得到前所未有的催化性能，实现广泛应用。但是，如何在质子交换膜水电解槽（PEMWE）的RuO₂电催化剂做到这一点，仍然具有非常大的挑战。

有鉴于此，深圳大学骆静利教授、罗水平副研究员、南方科技大学刘科教授等报道通过相工程设计新型六方密堆积（hcp）晶相RuBi单原子合金，构建了Bi-RuO₂单原子合金氧化物（SAAO），促进酸性OER反应。

本文要点：

（1）

这种Bi-RuO₂ SAAO电催化剂表现出192 mV的低过电位，并且在10 mA cm^-2的电流密度下，实现了超过650 h的优异稳定性，使得在工业条件下，实用的PEMWE只需1.59 V电压就能达到1.0 A cm^-2的电流密度。

（2）

原位差分电化学质谱分析结合DFT理论计算研究，证实了Bi-RuO₂ SAAO的吸附质演变机理，并且表明Bi1的掺入能够优化电子密度，因此提高催化活性，并且阻碍表面Ru的脱金属化，提高稳定性。

这项工作不仅为在原子层面制备高性能电催化剂引入了一种新策略，还展示了它们在工业电解槽中的潜在应用。

参考文献

Zhichao Yang, Yutian Ding, Wen Chen, Shuiping Luo, Daofan Cao, Xin Long, Lei Xie, Xincheng Zhou, Xinyi Cai, Ke Liu, Xian-Zhu Fu, Jing-Li Luo, Phase-Engineered Bi-RuO₂ Single-Atom Alloy Oxide Boosting Oxygen Evolution Electrocatalysis in Proton Exchange Membrane Water Electrolyzer, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202417777

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202417777