Angew：具有富氧空位的钠修饰的非晶/结晶RuO2：一种稳固的PH通用析氧电催化剂

Nanoyu

2021-06-14

析氧反应（OER）是许多电化学器件的关键反应。迄今为止，大量OER电催化剂在碱性介质中表现良好，而在中性和酸性介质中表现不佳，尤其是其酸性稳定性。

近日，青岛科技大学刘希恩教授，Shangguo Liu，韩国蔚山科学技术院Jaephil Cho报道了在碱性条件下，合成了具有富氧空位的Na掺杂的非晶/结晶多相RuO₂（a/c-RuO₂），并将其作为高效的OER电催化剂。

文章要点

1）合成的a/c-RuO₂具有极高的催化稳定性，特别是在腐蚀性强、氧化性强的酸性介质中，在OER条件下表现出优异的耐酸腐蚀和抗氧化性能，例如在pH=1的条件下连续催化OER 60 h，过电位没有明显增加。

2）a/c-RuO₂在所有pH下都表现出极具竞争性的OER活性，在pH=0、1、7和14的电解质中，其η₁₀值分别为220、205、287和235 mV，表现出优于基准RuO₂和大多数现有的OER电催化剂的性能。

3）密度泛函理论（DFT）计算表明，由于Na掺杂和氧空位的引入，RuO₂的d带中心远离费米能级，从而削弱了氧基中间体与RuO₂表面之间的化学键。这反过来又降低了OER的激活势垒。

本工作为在pH普适条件下，特别是在强酸性电解液条件下设计和合成高性能的OER电催化剂提供了一条新的途径。

参考文献

Lijie Zhang, et al, Sodium-Decorated Amorphous/Crystalline RuO₂ with Rich Oxygen Vacancies: A Robust pH-Universal Oxygen Evolution Electrocatalyst, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202106631

https://doi.org/10.1002/anie.202106631