氮掺杂钛钌固溶体

600小时稳定析氧

通过通量法低温合成的氮掺杂钛钌金红石固溶体，引入晶格异质性与带隙窄化，显著提升酸性析氧的活性和长期稳定性。

Fan, Wang · Wang, Weitian · Wang, Tao · Wang, Xin · Siniard, Kevin Michael · Ivanov, Alexander S. · Xiangyu, Li · 李军 · Zhang, Feng-Yuan · Wang, Gangli · Dai, Sheng

Angewandte Chemie - International Edition 2025

参数信息

过电位

194 mV

耐久性

600 h

Ru质量活性

7.8

PEMWE电压

1.64 V

衰减率

20 µV h⁻¹

技术优势

过电位仅194 mV

氮掺杂引起带隙窄化，增强电子导电性，从而显著降低析氧过电位。

稳定运行超过600小时

均匀固溶体结构和晶格异质性使催化剂在酸性环境中保持长期稳定。

Ru质量活性提高6.8倍

相比商用RuO₂，Ru质量活性提升7.8倍，说明贵金属利用率大幅提高，降低催化剂成本。

器件衰减仅20 µV h⁻¹

在500 mA cm⁻²下运行200小时，电压衰减率仅为20 µV h⁻¹，表现出优异的PEMWE器件稳定性。

应用场景

• 电解水析氧：替代Ir基催化剂，降低酸性析氧成本。
• 质子交换膜电解制氢：在PEM电解槽中提升能效并延长寿命。
• 绿氢生产：降低制氢电耗，使绿氢更具经济性。
• 电催化材料：通过晶格工程提供新的催化剂设计策略。