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在單原子位點對納米材料進行工程設計，能夠得到前所未有的催化性能，實現廣泛應用。但是，如何在質子交換膜水電解槽（PEMWE）的RuO₂電催化劑做到這一點，仍然具有非常大的挑戰。

有鑒于此，深圳大學駱靜利教授、羅水平副研究員、南方科技大學劉科教授等報道通過相工程設計新型六方密堆積（hcp）晶相RuBi單原子合金，構建了Bi-RuO₂單原子合金氧化物（SAAO），促進酸性OER反應。

本文要點：

（1）

這種Bi-RuO₂ SAAO電催化劑表現出192 mV的低過電位，并且在10 mA cm^-2的電流密度下，實現了超過650 h的優異穩定性，使得在工業條件下，實用的PEMWE只需1.59 V電壓就能達到1.0 A cm^-2的電流密度。

（2）

原位差分電化學質譜分析結合DFT理論計算研究，證實了Bi-RuO₂ SAAO的吸附質演變機理，并且表明Bi1的摻入能夠優化電子密度，因此提高催化活性，并且阻礙表面Ru的脫金屬化，提高穩定性。

這項工作不僅為在原子層面制備高性能電催化劑引入了一種新策略，還展示了它們在工業電解槽中的潛在應用。

參考文獻

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