用于酸性析氧反应的二氧化钌电催化剂的活性一般,并且由于钌氧共价性高而不稳定。
近日,成均馆大学Hyoyoung Lee通过熔融盐辅助淬火策略合成了拉伸应变锶和钽共掺杂的二氧化钌纳米催化剂。
文章要点
1)拉伸应变在空间上延长了钌氧键并降低了共价性,从而抑制了晶格氧参与和结构分解。锶-钽-钌基团之间的协同电子调节优化了氧位点上的去质子化和钌位点上的中间体吸收,降低了反应能垒。
2)这些导致了一个很好的平衡的活性稳定性曲线,并得到了全面的实验和理论分析的证实。应变电极在0.5 M H2SO4中的10 mA/cm2下显示出166 mV的超电势,并且S数高出一个数量级,表明与裸催化剂相比具有相当的稳定性。此外,它在单电池和PEM电解槽的长期运行中表现出可忽略的降解率。
该研究阐明了拉伸应变和策略掺杂在增强用于酸性析氧反应的钌基催化剂的活性和稳定性中的有效性。
参考文献
Liu, Y., Wang, Y., Li, H. et al. Effectiveness of strain and dopants on breaking the activity-stability trade-off of RuO2 acidic oxygen evolution electrocatalysts. Nat Commun 16, 1717 (2025).
DOI:10.1038/s41467-025-56638-8
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56638-8