Chem：定量研究杂原子掺杂对氧化钌OER机制的影响
学术
2024-12-24 19:45
上海
氧化钌（RuO2）催化剂是Ir基催化剂的替代品，目前酸性OER反应的研究主要集中在通过引入杂原子来提高活性和稳定性。但是，人们对于杂原子的掺杂量与OER机制之间的关系尚不清楚。有鉴于此，韩国科学技术院（KAIST）Jinwoo Lee、首尔大学Jeong Woo Han、浦项科技大学Chang Hyuck Choi等报道合成了具有不同Mn/Ru比的金红石MnRu固溶体氧化物（MnxRu1-xO2），研究Mn含量对于活性和稳定性的影响。要点1. 通过实验和计算结果，发现增加Mn含量会提高Ru的氧化态，并将OER机制从吸附物演变机理（AEM）转变为晶格氧机理（LOM）。Mn浓度的增加增强了Ru-O键的共价性，导致晶格氧参与OER反应机理。要点2. Mn0.2Ru0.8O2催化剂具有最合适的Mn/Ru比，在质子交换膜水电解槽（PEMWE）中能够稳定工作100 h，在1.8 Vcell达到3.15 A cm-2，超过了能源部制订的2026年目标。Hyunwoo Jun, Eunseo Kang, Jinuk Moon, Hoyoung Kim, Sunghoon Han, Seokhyun Choung, Seongbeen Kim, Seung Yeop Yi, Eunae Kang, Chang Hyuck Choi, Jeong Woo Han, Jinwoo Lee, Quantity effect of heteroatom incorporation on the oxygen evolution mechanism in ruthenium oxide, Chem 2024DOI: 10.1016/j.chempr.2024.11.005https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929424005898
