矿物基非晶钌单原子催化剂

1.49 V 驱动全解水

利用硅藻土非晶氧化钴载体锚定钌原子，构建双功能全解水电催化剂，碱性条件下性能优异且稳定。

Miao, Chu · Hongqi, Zhou · Hu, Hongyu · Xinru, Zhang · Li, Yanshuai · Wu, Chun · 赵赫威 · Dong, Shizhi

Journal of Materials Science and Technology 2026

具体参数

析氧反应过电位

{'zh': '225.8', 'en': '225.8'} mV

析氢反应过电位

{'zh': '64.3', 'en': '64.3'} mV

全解水电压

{'zh': '1.49', 'en': '1.49'} V

技术优势

全解水电压仅1.49 V

该催化剂仅需1.49 V即可驱动10 mA cm⁻²的全解水，显著低于多数已报道的双功能催化剂。

OER过电位低至225.8 mV

在碱性溶液中，析氧反应过电位仅为225.8 mV@10 mA cm⁻²，得益于非晶缺陷态丰富的活性位点与Ru原子的协同效应。

催化稳定性优异

矿物非晶载体的结构稳定性与Ru-4d轨道极化效应协同作用，实现了催化剂在全解水过程中的长期稳定运行。

应用场景

• 碱性电解水制氢：以低至1.49 V的全解水电压高效驱动碱性电解制氢。
• PEM电解槽阳极催化剂：作为高效析氧催化剂，可提升PEM电解槽阳极反应效率。
• 双功能全解水电催化：兼具低析氧和析氢过电位，直接实现双功能全解水电催化。
• 单原子协同催化：利用Ru单原子与非晶载体的电子协同效应，大幅提升催化性能。