釕基催化劑是用于酸性析氧反應(OER)的銥基催化劑的有前途的替代物，但是它們較差的長期穩定性仍然是一個重大挑戰。連續浸出導致的活性中心損失和結構崩潰是這種不穩定性的主要原因，嚴重限制了釕基催化劑在質子交換膜(PEM)電解槽中的實際應用。
在這里，中科大Ruiguo Cao，Zhanwu Lei，Shuhong Jiao，深圳大學Jing-Li Luo提出了一種自限制表面浸出機制，該機制有效地抑制了連續浸出，從而顯著延長了釕基催化劑在酸性OER條件下的壽命。
文章要點
1）具體地，具有空殼結構的Ru-Mn固溶體氧化物在初始OER過程中經歷表面Mn浸出，導致富含Mn空位的穩定重建層的形成。該層有效地抑制了Ru和Mn的進一步浸出，從而自限制了催化劑的進一步降解。
2）結果，重構的催化劑在0.5 M H2SO4中在10 mA cm-2下表現出高達2500 h的前所未有的耐久性。這種非凡的穩定性也在PEM電解槽中得到了驗證，凸顯了其實用性。Operando同步加速器表征結合理論計算表明，Mn空位的形成增加了Ru物種的脫金屬能，從而抑制了連續浸出并增強了長期穩定性。
這項工作為通過自限性浸出機制設計高穩定性催化劑提供了有價值的見解。
參考文獻
Yang Liu, et al, Self-Limiting Surface Leaching Stabilizes Ru-Based Catalysts for Acidic Water Oxidation, Energy Environ. Sci., 2025
DOI: 10.1039/D4EE05220J
