設計在酸性介質(zhì)中高效電催化劑是促進質(zhì)子交換膜(PEM)電解槽廣泛應用的一種有前景的策略。另外，析氧反應(OER)需要高過電位(η)來克服水分解過程中的高熱力學能壘。
哈爾濱工業(yè)大學孫建敏團隊報道了一種將具有大離子半徑的Mo和Ce引入到RuO2的策略，以調(diào)節(jié)Ru-O鍵周圍的電子結(jié)構(gòu)，提高RuO2在酸性條件下的OER活性和穩(wěn)定性。
Mo和Ce可以作為電子給體將電子轉(zhuǎn)移到Ru上，有效地提高了Ru3MoCeOx在強酸性環(huán)境下的活性以及活性位點的溶解抵抗力。同時，Mo和Ce的共摻雜增強了Ru-O鍵的共價性和d-p軌道的雜化度，有效地調(diào)節(jié)了Ru3MoCeOx的電子結(jié)構(gòu)從而獲得更好的OER性能。
更重要的是，與RuO2相比，Ru3MoCeOx在OER過程中形成氧化中間體*OOH的能壘從0.78 eV降低到0.60 eV，從而顯著促進了OER 活性。
在0.5 M H2SO4中， Ru3MoCeOx表現(xiàn)出出色的OER 性能，電流密度為10 mA cm-2時的過電位僅為164 mV，并擁有卓越的質(zhì)量活性(1469.5 A g?1，1.53 V vs RHE)。此外， Ru3MoCeOx可以在100 mA cm -2電流密度下連續(xù)電解100小時，表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。
Tuning electron correlations of RuO2 by co-doping of Mo and Ce for boosting electrocatalytic water oxidation in acidic media. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120528
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