AgCl/RuO2异质结纳米纤维：高效稳定的双功能电催化剂助力碱性与海水电解制氢

本文通过静电纺丝-煅烧策略构建了AgCl/RuO2异质结纳米纤维（NFs），在碱性条件下展现出卓越的析氢反应（HER）和析氧反应（OER）双功能活性。该催化剂通过AgCl原位还原形成的金属Ag促进H2O解离并抑制RuO2过氧化，HER性能达105 mV@1 A cm?2且稳定运行270小时，OER仅需214 mV@10 mA cm?2。组装的电解槽在1.49 V低电压下实现10 mA cm?2电流密度，优于商业Pt/C||RuO2体系，为清洁能源转换提供新思路。

　　

Highlight

钌（Ru）基电催化剂因其成本优势成为替代Ir/Pt材料的关键，但碱性HER活性和OER过程中RuO₂结构不稳定性仍是挑战。本研究通过异质结工程调控电子结构，AgCl/RuO₂–300 NFs在HER中AgCl还原为金属Ag，加速H₂O解离；OER时通过晶格氧机制（LOM）提升活性，同时Ag的电子供给抑制Ru过氧化。原位拉曼证实Cl^?通过Ru–Cl键修复氧空位，实现自修复功能。

Morphologic and compositional investigation

AgCl/RuO₂–300 NFs通过静电纺丝-300°C煅烧制备（图1a），FESEM显示其直径85.7 nm（图1b），TEM显示粗糙表面（图1c）。XRD证实AgCl与RuO₂共存（图1d），HRTEM中0.23 nm晶格对应RuO₂（101）面（图1e）。EDS mapping显示Ag、Cl、Ru、O均匀分布（图1f），XPS表明Ag⁺和Ru³⁺/Ru⁴⁺共存（图1g-h）。

Conclusion

AgCl/RuO₂–300 NFs通过异质结设计实现HER过电位105 mV@1 A cm^?2和OER 274 mV@100 mA cm^?2，电解槽1.49 V@10 mA cm^?2的性能超越商业体系。海水电解中展现抗腐蚀特性，为设计高效耐用Ru基催化剂提供新范式。