在质子交换膜水电解槽(PEMWE)中,需要保证酸性OER催化剂具有大电流密度和稳定性。
有鉴于此,东北师范大学吴兴隆教授等报道合成了La掺杂RuO2催化剂(记作La-RuO2@TM)。这种催化剂是在Ti金属网上原位一步低温热解生长La-掺杂RuO2纳米棒得到。
本文要点:
(1)
La-RuO2@TM具有优异的催化活性和优异的稳定性,催化活性达到1.533 V(100 mA cm-2),稳定性测试发现在450 h过程中没有明显性能衰减。
(2)
DFT理论计算表明La-O-Ru局部结构能够调控反应中间体物种的吸附强度,缓解Ru金属腐蚀,降低氧损失,因此显著改善催化剂在酸性OER过程的稳定性。使用La-RuO2@TM催化剂的PEM电解槽在1.815 V达到1.0 A cm-2电流密度,在60 ℃能够稳定工作120 h。
这项研究为设计高效且持久性的酸性OER电催化剂提供帮助。
参考文献
Xin-Yi Zhang, Hang Yin, Cong-Cong Dang, Hong Nie, Zhi-Xiong Huang, Shuo-Hang Zheng, Miao Du, Zhen-Yi Gu, Jun-Ming Cao, Xing-Long Wu, Unlocking Enhanced Catalysis Stability in Acidic Oxygen Evolution: Structural Insights for PEM Applications under High-Current Density, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202425569
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202425569