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质子交换膜水电解（
PEMWE
）因其能够高效利用可再生能源制备
“
绿色
”
氢气而成为备受关注的技术。然而，
PEMWE
的整体能效受限于阳极析氧反应（
OER
）的缓慢动力学，尤其是在酸性环境中对稳定且高效催化剂的需求构成了主要挑战。钌基催化剂（如
RuO
2
）凭借其优异的催化活性和相对低廉的成本，被认为是最具潜力的铱基催化剂替代材料。然而，
Ru
基催化剂在高电流密度条件下易发生过氧化，生成高价可溶性钌物种（
Ru>4
+
），导致催化剂活性和稳定性显著下降。因此，开发有效策略以抑制
Ru
在
OER
过程中的过氧化行为，对于提升其长期稳定性和实际应用前景至关重要。
近日，
华东理工大学李春忠、李会会团队与日本东北大学李昊（DigCat）团队
合作，提出了一种“钨介导电子积累”策略，利用锌作为牺牲金属释放额外电子，同时采用钨作为电子捕获剂，提高
Ru-O-W
结构中的电子密度，从而有效提升
RuO
2
活性位的抗过氧化能力。最佳的
Ru
3
Zn
0.85
W
0.15
（
RZW
）催化剂在
10 mA cm
-2
时表现出较低的过电位（
200 mV
）和优异的稳定性（
4000
小时）。
【图
1
】：
(a) RZW
催化剂及对照样品
RZ
、
RW
和
C-RuO
2
的
XRD
图谱；
(b) RZW
催化剂的
TEM
图像；
(c) RZW
催化剂的高分辨透射电镜（
HRTEM
）图像；
(d) RZW
催化剂的选区电子衍射（
SAED
）图样；
(e) RZW
催化剂的高角环形暗场扫描透射电子显微镜（
HADDF-STEM
）图像；
(f) RZW
催化剂的能量色散
X
射线光谱（
EDS
）元素分布图。
【图
2
】
：
(a) RZW
、
RZ
、
RW
和
C-RuO
2
催化剂在
0.1 M
高氯酸（
HClO
₄
）溶液中的
OER
几何面积归一化线性扫描伏安（
LSV
）曲线；
(b) RZW
、
RZ
、
RW
和
C-RuO
2
催化剂的塔菲尔（
Tafel
）曲线及其斜率；
(c) RZW
、
RZ
、
RW
和
C-RuO
2
催化剂的
Nyquist
阻抗图；
(d) RZW
、
RZ
、
RW
和
C-RuO
2
催化剂在
η=250 mV
时的固有速率（
TOF
）和质量活性；
(e) RZW
、
RZ
、
RW
和
C-RuO
2
催化剂在
OER
前的双电层电容（
C
dl
）；
(f) RZW
、
RZ
、
RW
和
C-RuO
2
催化剂在
OER
后的双电层电容（
C
dl
）；
(g) RZW
、
RZ
、
RW
和
C-RuO
2
催化剂在
OER
测试前后的电化学活性表面积（
ECSA
）变化；
(h) RZW
和
RuO
2
催化剂在
H
型电解池中
10 mA cm
-2
电流密度下的恒电流计时测试；
(i)
近期发表的酸性
OER
催化剂的活性和稳定性对比。
【图
3
】
:
(a) RZW
、
RZ
、
RW
、
C-RuO
2
催化剂及标准
Ru
箔的傅里叶变换
Ru K
边扩展
X
射线吸收精细结构（
EXAFS
）
R
空间图谱，插图为选定区域的放大图；
(b) RZW
催化剂的
Ru K
边小波变换
EXAFS
（
WT-EXAFS
）图谱；
(c) OER
后
RZW
（
AR-RZW
）催化剂的
Ru K
边
WT-EXAFS
图谱；
(d) RZW
和
AR-RZW
催化剂的
Ru 3p
3/2
XPS
谱图；
(e) RZW
、
RZ
、
RW
、
C-RuO
2
催化剂及标准
Ru
箔的
Ru K
边
X
射线吸收近边结构（
XANES
）图谱，插图为选定区域的放大图；
(f) RZW
、
AR-RZW
、
RZ
、
AR-RZ
、
RW
、
AR-RW
、
C-RuO
2
催化剂及标准
Ru
箔的价态拟合结果；
(g) RZW
、
AR-RZW
和
C-RuO
2
催化剂的氧
K
边
X
射线吸收光谱（
XAS
）图谱，黄色和红色区域分别表示
RuO
2
中
t
2
g
和
e
g
态的特征峰；
(h) e
g
与
t
2
g
峰强度比值；
(i) RZW
和
AR-RZW
催化剂的
W 4f XPS
图谱。
【图
4
】
:(a)
计算得到的
1D
表面
Pourbaix
图，电位相对于标准氢电极（
SHE
）的变化（
pH=1
，温度
=298.15 K
）；
