Nat. Commun.：裸金属离子自组装的原子薄高熵氧化物用于质子交换膜电解
学术
2025-01-30 17:00
山东
设计高效的钌基催化剂作为实用阳极对于质子交换膜水电解至关重要。在这里，南洋理工大学范红金教授，Tao Zhang，中科大Bao Zhang开发了一种自组装技术，通过裸金属离子在空气-熔盐界面组装和氧化，合成了 1 纳米厚的金红石结构高熵氧化物（RuIrFeCoCrO2）。要点1. RuIrFeCoCrO2在 10 m A cm-2 时需要 185 mV 的过电位，并通过吸附演化机制在酸性电解质中保持超过 1000 小时的高活性。要点2. 研究人员讨论了 RuIrFeCoCrO2中各个元素的作用，发现 Cr、Co 和 Ir 位点有助于催化活性，而 Cr 原子削弱了 Ru-O 键的共价性并提高了催化剂的稳定性。要点3. 组装的质子交换膜电解器在 1 A cm−2 的大电流下可稳定运行 600 小时以上。本工作展示的裸离子组装可能为多种高熵材料的控制合成提供有效途径。Zhang, T., Liu, Q., Bao, H.et al. Atomically thin high-entropy oxides via naked metal ion self-assembly for proton exchange membrane electrolysis. Nat Commun 16, 1037 (2025).DOI：10.1038/s41467-025-56189-yhttps://doi.org/10.1038/s41467-025-56189-y
