界面工程激活二氧化钌氧化物路径机制实现高效酸性水氧化

本研究发现通过构建三氧化钨-二氧化钜（WO3-RuO2）异质结，成功激活了酸性介质中氧析出反应（OER）的双重反应机制（AEM/OPM）。该催化剂在0.5 M H2SO4条件下仅需210 mV过电位即可达到10 mA cm-2电流密度，并能稳定运行500小时。通过界面Ru-O-W配位调控电子结构，同时优化反应中间体吸附能，为质子交换膜水电解（PEMWE）技术提供了新型高效稳定的催化剂设计策略。

　　

亮点

材料合成与结构表征

我们开发了一种传统的三步法来合成WO₃-RuO₂/rGO异质结（图1a）。首先，通过水热法在rGO表面生长纯WO₃纳米颗粒（图S2a）。随后，将钌纳米颗粒负载到WO₃/rGO表面。最后，在空气氛围中400°C退火4小时获得WO₃-RuO₂/rGO异质结，如图1b所示（详细步骤见实验部分）。

结论

本研究报道了一种新型WO₃-RuO₂异质结催化剂，该异质结构通过水热合成法结合烧结工艺在rGO表面成功构建。这一策略显著提升了酸性条件下的OER性能。实验结果表明，WO₃-RuO₂/rGO催化剂在10 mA cm^-2电流密度下过电位低至210 mV，并在0.5 M H₂SO₄溶液中同一电流密度下稳定运行超过500小时。