開發(fā)高效的酸性O(shè)ER電催化劑對于質(zhì)子交換膜水電解槽至關(guān)重要。RuO2電催化劑遵循動(dòng)力學(xué)上有利的晶格氧機(jī)理，具有較好的本征活性，但在酸性O(shè)ER反應(yīng)中穩(wěn)定性較差。近期的研究工作通常需要犧牲RuO2的本征活性為代價(jià)提高穩(wěn)定性。在目前的研究中，基于RuO2的催化劑在活性和穩(wěn)定性之間的平衡仍然被忽視。
有鑒于此，香港城市大學(xué)王瑩教授、廣州大學(xué)劉兆清教授、香港理工大學(xué)殷駿助理教授等報(bào)道了一種可控的方法，將Ru金屬修飾到RuO2催化劑上，形成界面結(jié)構(gòu)，降低Ru4+的氧化態(tài)并促進(jìn)去質(zhì)子化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。
本文要點(diǎn)：
（1）
金屬Ru可以作為電子供體，降低Ru/RuO2中?Vo?RuO42?的氧化態(tài)，從而穩(wěn)定?Vo?RuO42??Ru/RuO2的結(jié)構(gòu)，有利于提高在酸性O(shè)ER反應(yīng)中的穩(wěn)定性。
此外，在Ru/RuO2催化劑上，通過Ru4+和Ru0之間的界面氧位點(diǎn)進(jìn)行的脫質(zhì)子化動(dòng)力學(xué)得到顯著增強(qiáng)，因此提高了酸性O(shè)ER反應(yīng)的活性。
（2）
這項(xiàng)工作為平衡RuO2在酸性O(shè)ER反應(yīng)中的活性和穩(wěn)定性提供了獨(dú)特的視角。
參考文獻(xiàn)
Qian Lu, Jinjie Liu, Xiaohong Zou, Birou Huang, Weixing Wu, Jun Yin, Zhao-Qing Liu, Ying Wang, Breaking the Activity-Stability Trade-Off of RuO2 via Metallic Ru Bilateral Regulation for Acidic Oxygen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202503733
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202503733
