八面体钌钴配位尖晶石

酸性析氧低过电位

在Co3O4尖晶石的八面体位点进行原子级Ru取代，构建了高对称性的Ru-O-Co协同配位结构，直接触发双氧自由基偶联的酸性析氧路径，显著提升活性与稳定性。

Zhu, Weijie · Fen, Yao · Zhao, Mengting · Yang, Cheng His · Dong, Chungli · Hong, Qiming · 江秋 · 王周成 · 梁汉锋

Journal of the American Chemical Society 2023

具体参数

过电位

{'zh': '200', 'en': '200'} mV

电位衰减率

{'zh': '0.45', 'en': '0.45'} mV h⁻¹

钌质量负载

{'zh': '42.8', 'en': '42.8'} μg cm⁻²

技术优势

过电位低

在10 mA cm⁻²下过电位仅200 mV，酸性电解水能耗更低。

稳定性高

电位衰减率仅0.45 mV h⁻¹，长时间运行性能衰减缓慢。

贵金属用量少

Ru质量负载约42.8 μg cm⁻²，大幅减少贵金属成本。

机理创新

直接双氧自由基偶联路径绕开传统吸附演化机制，为高效催化剂设计提供新思路。

应用场景

• 质子交换膜电解水：可直接作为质子交换膜电解槽阳极催化剂，降低制氢能耗。
• 酸性电解槽：耐受酸性环境，替代铱基催化剂实现低成本电解。
• 析氧电催化剂：提供低过电位析氧催化，提升电解效率。
• 电催化水氧化：在酸性介质中高效催化水氧化，避免贵金属溶解。