RuO2向MoO3的界面氧溢出提升碱性和酸性介质中全水解的电催化活性和稳定性

《ChemSusChem》：Interfacial Oxygen Spillover From RuO2 to MoO3 Boosts Electrocatalytic Activity and Stability for Overall Water Splitting in Both Alkaline and Acid Media

　　在广泛的pH范围内实现高催化活性和长期稳定性的耐久性是高效水分解的关键挑战。尽管RuO₂对析氧反应（OER）具有明确的活性，但其稳定性在苛刻条件下因过氧化和溶解而受损。在本研究中，我们工程化了碳氮化物（CN_x）掺杂的氧化钌-氧化钼混合氧化物（RuO₂–MoO₃/CN_x），该材料在酸性和碱性介质中对HER和OER均展现出优异的双功能电催化性能。在1 M KOH中，在10 mA/cm²的电流密度下，其HER过电位低至19 mV，OER过电位为250 mV。值得注意的是，该催化剂在酸性条件下仍保持可观的活性。RuO₂–MoO₃/CN_x的卓越性能源于RuO₂–MoO₃界面的氧溢流效应，活性氧物种迁移至MoO₃，抑制了Ru活性位点的过氧化并增强了耐久性。与此同时，强界面电子相互作用优化了反应中间体的吸附并加速了动力学。结合高比表面积、高效的物质传输和电子传输，这些特性使其在酸性和碱性介质中均表现出优异的催化活性，为设计用于绿色和可再生能源转化的稳健电催化剂提供了有效策略。图形摘要：碳氮化物掺杂的RuO₂–MoO₃混合氧化物利用界面氧溢流和强电子耦合实现高效耐久的双功能电催化。活性氧迁移保护Ru活性位点免于过氧化，优化中间体吸附加速HER和OER动力学，使其在酸性和碱性介质中均展现出卓越的水分解性能。利益冲突声明：作者声明不存在利益冲突。数据可用性声明：支持本研究结果的数据可向通讯作者申请获取。由于隐私或伦理限制，数据不公开提供。