質子交換膜水電解(PEMWE)的成功取決于活性和堅固的電催化劑來促進析氧反應(OER)。雜原子摻雜的RuOx已成為一種有前景的電催化劑,因為雜原子抑制了晶格氧參與OER,從而防止了表面Ru的失穩和催化劑的降解。但是,識別合適的雜原子并實現它們與Ru原子的原子尺度耦合是個艱難的任務。
有鑒于此,高麗大學Kwangyeol Lee教授、西江大學Seoin Back副教授、韓國科學技術院(KAIST)Sung Jong Yoo教授、仁川國立大學Taehyun Kwon教授等報道,為了引導反應途徑遠離晶格氧的參與,我們將具有OER活性的Ir原子結合到RuO2基底,并且通過利用Ru/Ir原子在晶格參數調控可變生長行為,最大限度地提高且穩定Ru和活性Ir中心之間的協同作用。
本文要點:
(1)
在PEMWE中,(RuIr)O2/C電催化劑在2.0 V下顯示出4.96 A cm?2的優異電流密度和19.84 A mgRu+Ir?1的質量活性。
(2)
原位光譜分析和理論計算結果強調了Ru/Ir雙OER活性位點協同共存的重要性,通過優化與氧中間體的結合能和穩定Ru位點,減輕Ru的溶解。
參考文獻
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