JACS：Ru-O-Co结构酸性OER

纳米技术

2023-08-10

由于受到强氧化环境和腐蚀性环境的影响，酸性OER反应是质子交换膜电解水器件的瓶颈。

有鉴于此，厦门大学梁汉锋、电子科技大学江秋、台湾淡江大学董崇礼、吉林师范大学 Fen Yao等通过Ru原子选择性取代Co₃O₄的八面体Co，实现了一种能够改善酸性OER催化活性和稳定性的有效策略。

主要内容

（1）

通过Ru原子选择性取代Co₃O₄的八面体Co位点，形成Ru-O-Co八面体结构，这种结构中的原子具有非常强的电子耦合，能够直接进行OO自由基偶联路径。

通过实验和理论计算模拟，都说明这种催化剂能够打破异相催化双原子O的热力学局限。而且在酸性OER反应过程中，因为电子浓度较高的相邻四面体Co位点通过桥连O接收电子，并且抑制过度氧化导致化学键断裂生成Ru和Co，Ru-O-Co位点结构能够保持。

（2）

当Ru的担载量较低时（42.8 μg cm^-2），这种催化剂表现优异的酸性OER催化性能，在电流密度为10 mA cm^-2，过电势仅为200 mV，电势的衰减仅为0.45 mV h^-1。本文研究能够显著增强价格较低电催化剂的酸性OER催化活性和稳定性。

参考文献

Weijie Zhu, Fen Yao*, Kangjuan Cheng, Mengting Zhao, Cheng-Jie Yang, Chung-Li Dong*, Qiming Hong, Qiu Jiang*, Zhoucheng Wang, and Hanfeng Liang*, Direct Dioxygen Radical Coupling Driven by Octahedral Ruthenium–Oxygen–Cobalt Collaborative Coordination for Acidic Oxygen Evolution Reaction, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c05556

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c05556