锌掺杂RuO₂纳米线

酸性下千小时稳定

同时引入锌掺杂和氧空位，改变反应路径，降低决速步能垒，缓解钌过氧化，实现酸性OER活性与稳定性同步提升。

张大凤 · Li, Mengnan · Yong, Xue · Song, Haoqiang · Waterhouse, Geoffrey I. N. · Yi, Yunfei · Xue, Bingjie · Dongliang, Zhang · Liu, Baozhong · 卢思宇

Nature Communications 2023

具体参数

过电位

{'zh': '173', 'en': '173'} mV

过电位

{'zh': '304', 'en': '304'} mV

过电位

{'zh': '373', 'en': '373'} mV

稳定性

{'zh': '1000', 'en': '1000'} h

技术优势

酸性下千小时稳定

锌掺杂和氧空位缓解了Ru活性位点的过氧化，使得催化剂在10 mA cm⁻²下能够稳定运行1000小时。

大电流活性优异

在500和1000 mA cm⁻²的高电流密度下，过电位分别仅为304和373 mV，满足工业级电解水要求。

反应路径改变

锌掺杂和氧空位调节了含氧中间体的结合构型，使反应通过Ru-Zn双位点氧化物路径进行，降低了决速步能垒。

应用场景

• 质子交换膜电解水制氢：满足PEM电解槽酸性环境对高活性、长寿命阳极催化剂的迫切需求。
• 酸性析氧催化剂：为酸性析氧反应提供了一种兼具低过电位和千小时稳定性的钌基催化剂。
• 电解水阳极材料：可直接用作电解水阳极，在大电流密度下保持高效稳定的析氧性能。
• 电解水制氢系统：提升制氢系统在酸性条件下的能效与耐久性，降低绿氢生产成本。