金/二氧化钌异质界面触发直接氧偶联机制增强酸性氧析出反应性能

为解决酸性条件下氧析出反应(OER)动力学缓慢的难题，研究人员通过构建Au/RuO2异质界面，首次发现其可触发直接氧偶联路径。实验证实界面处形成的Au-OO-Ru关键中间体能突破传统吸附演化机制(AEM)的线性标度关系限制，18O标记实验检测到34O2生成，理论计算揭示该路径显著降低能垒。该研究为设计高效酸性OER催化剂提供了新范式。

　　

水电解利用可再生电力制备绿氢的过程中，阳极氧析出反应(Oxygen Evolution Reaction, OER)的缓慢动力学始终是瓶颈问题。传统二氧化钌(RuO₂)催化剂受限于吸附演化机制(Adsorbate Evolution Mechanism, AEM)的线性标度关系，性能提升遭遇天花板。

有趣的是，当在RuO₂表面溅射网状金(Au)层后，异质界面处竟自发开启"氧原子直连"的捷径——金表面通过氧化还原形成的氧(O)物种，会与RuO₂末端的氧原子发生耦合。阳离子抑制实验和¹⁸O同位素标记实验共同捕获到关键证据：检测到³⁴O₂分子生成，证实了Au-OO-Ru中间体的存在。

理论计算揭示，这种界面协同效应使反应能垒显著降低，犹如在能量悬崖上架起分子桥梁。该发现不仅为设计高性能酸性OER催化剂提供新思路，更开辟了通过调控界面电子结构来操纵反应路径的新维度。