引导钌基酸性析氧催化剂走向普适双活性位点路径

《Nature Communications》：Directing Ru-based acidic oxygen evolution catalysts toward a universal dual-site pathway

　　

摘要

氧化物路径机制为阳极析氧反应的动力学提供了可行视角，然而其普适性激活仍难以实现，因为在全局范围内构建适当的原子间距极为困难。在此，我们通过在集成筛分得到的Y_0.1Ir_0.2Ru_0.7O_x中精确调控Ru-Ru₁键长，构建局部有序而长程无序的结构以耗散晶格应变，从而实现了对整体框架中原子间距的均匀调控。原位红外光谱结合在线质谱证实该催化剂始终遵循普适反应路径。基于这些结构和机理优势，该纳米结构催化剂在质子交换膜水电解中实现了1.75 V@3 A cm^-2的低槽电压，并具有优异的运行稳定性（> 2800 h @ 3 A cm^-2，衰减率为0.0625 mV h^-1）。本工作为普遍性的双位点催化建立了可推广的框架，为下一代水电解阳极及其更多应用提供了范式。