梁汉璞/陈胜利Mater Today Energy：Ru-O-Cu调控电荷再分配促进析氧

催化开天地 · 公众号 · · 2023-03-01 08:18

正文

【做计算找华算】 理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！

经费预存选华算，高至15%预存增值！

第一作者：时晓玥

通讯作者：梁汉璞、陈胜利

通讯单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所

研究亮点

1、该工作开发了一种简单的方法，构建具有独特Ru-O-Cu结构的RuCuO _x 纳米片，促进了催化剂上的电荷再分配。

2、实验和理论结果表明，上述结构不仅能调节Ru的电子云密度，促进活性的增强，而且能降低氧中间体的吸附毒性。

3、RuCuO _x NS电极只需要175 mV的低过电位就可以达到10 mA cm ^-2 ，并且可以工作50小时，催化活性几乎未衰减。

研究内容

目前全世界只有约5%的氢气通过电解水技术生产，根据国际能源署的预测，电解水制氢的份额将会在2050年前达到22%。电解水技术的发展瓶颈主要是OER催化剂。在诸多OER催化剂中， RuO ₂ 由于其和氧中间体具有理想的结合能而作为OER催化剂被广泛研究。但是，Ru 或RuO ₂ 电极在酸性介质中热力学不稳定，获得稳定且高活性的Ru基OER催化剂依然存在很大的挑战。

有鉴于此，近日中国科学院青岛生物能源与过程研究所的梁汉璞研究员和武汉大学的陈胜利教授在 Mater. Today Energy 期刊上发表了题为“ Constructing Electron-regulating Structure to Stabilize Ruthenium Sites for Efficient Acidic Water Oxidation ” 的研究论文。

本文通过对催化剂的精确调控，构筑了不同形貌的RuCu催化剂（纳米颗粒，纳米棒，纳米片以及纳米块），其中RuCuO _x 纳米片具有独特的Ru-O-Cu结构，实验和理论结果表明，上述结构不仅能调节Ru的电子云密度，促进活性的增强，更值得注意的是该结构的存能有效的降低氧中间体的吸附毒性，从而实现了高活性和高稳定的电催化析氧。

图1. RuCuO _x 催化剂的合成示意图

原文链接

Constructing Electron-regulating Structure to Stabilize Ruthenium Sites for Efficient Acidic Water Oxidation, Mater. Today Energy ，10.1016/j.mtener.2023.101264.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2468606923000205