在酸性條件下進行電化學水分解制氫是一項有效和綠色無污染的制氫方法。然而，電化學水分解的進一步發(fā)展受到析氧反應(OER)緩慢動力學的限制，因此大量的研究工作致力于開發(fā)具有優(yōu)異活性和耐久性的催化劑以實現(xiàn)高效穩(wěn)定催化OER。
具有豐富d軌道電子的釕(Ru)及其化合物被認為是替代商業(yè)銥基催化劑的潛在候選者。然而，釕的氧化物在酸性條件下的耐腐蝕性較差，這阻礙了釕基OER電催化劑的大規(guī)模應用。因此，目前迫切需要探索有效的策略來提高Ru基氧化物對酸性水分解的催化活性和耐久性。近日，清華大學伍暉、北京郵電大學雷鳴、暨南大學李希波和武漢理工大學唐浩林等報道了一種簡便的硒輔助還原方法，通過球磨和退火工藝成功制備出具有部分Ru的硒改性RuO2(Ru/Se-RuO2)。Ru/Se-RuO2表現(xiàn)出優(yōu)異的酸性OER性能，其在10 mA cm-2電流密度下的過電位低至190 mV；其還具有快速的電子轉移動力學，以及更多的催化活性位點和優(yōu)異的長期耐久性，性能優(yōu)于商業(yè)RuO2。實驗結果和理論計算表明，Ru/Se-RuO2的優(yōu)異電催化性能可能是由于電子轉移相互作用的增強和Ru/RuO2異質結的形成。此外，Ru/Se對RuO2的共修飾可以降低催化劑表面形成*OOH的能壘，從而顯著提高了OER的性能。該項工作證明了通過硒摻雜來調整Ru基氧化物的相組成和電子結構以提高電催化活性的可行性，這為其他復合電催化劑的合理設計和合成以用于能源生產(chǎn)及其他領域提供了策略。Ru/Se-RuO2 Composites via Controlled Selenization Strategy for Enhanced Acidic Oxygen Evolution. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211102
