超小Ru@RuO₂异质结构

宽pH双功能 过电位低

MOF衍生策略构筑的超小异质结充分暴露高活性位点,在全pH范围内同时驱动析氢与析氧。

李哲 · Jizhao, Zou · Liang, Tao · Xinrui, Song · Li, Zhangjian · Wen, Jiaming · Peng, Minggui · 曾燮榕 · Haitao, Huang · Wu, Hongliang

Chemical Engineering Journal 2023

参数信息

OER过电位(酸性)
198 mV
OER过电位(中性)
263 mV
OER过电位(碱性)
182 mV
HER过电位(酸性)
31 mV
HER过电位(中性)
43 mV
HER过电位(碱性)
32 mV
不对称电解槽电压
0.79 V

技术优势

过电位够低

在全pH范围内,OER和HER过电位分别低至182–263 mV和31–43 mV(10 mA cm⁻²),显著降低电解水能耗。

酸性碱性通吃

同一种催化剂在酸性、中性、碱性电解液中均保持高析氢析氧活性,无需为不同pH环境更换催化剂。

活性位点全暴露

丰富的异质界面、超细异质结构和分级多孔结构协同作用,使高活性位点充分暴露,从而提升催化效率。

理论机制清楚

理论计算表明,Ru-RuO₂异质界面处的电荷重排和电子传导增强优化了活性位点对反应中间体的吸附行为,降低了反应活化能。

应用场景