质子交换膜水电解水(PEMWEs)技术具有反应快、氢纯度高、电流密度大、适合可再生能源发电等优点，被认为是一种很有前途的可持续绿色能源生产技术。
然而，通过水电解制氢受到阳极析氧反应(OER)缓慢动力学的严重限制。此外，由于PEMWEs的阳极OER催化剂需要在低pH、高氧浓度、高电位的工作条件下长时间工作，目前过度依赖于昂贵的铱(Ir)基催化材料(年产量不足9吨)，这阻碍了PEMWEs制氢成本的进一步降低，极大地制约了PEMWEs的发展和推广。
近日，西北工业大学的韩云虎教授和奥克兰大学的王子运教授合作，报道了一种通过掺杂硼(B)原子来调节RuO2稳定性的策略，实现了具有远程无序的RuO2催化剂(LD-B/RuO2)的成功制备结合构建的非对称B-Ru-O基序实现稳定的质子交换膜电解水。
制备的LD-B/RuO2具有较高的酸性OER性能，在酸性条件下具有175 mV的低过电位和1200 h的低OER降解。
理论计算表明，RDS的切换和强B-Ru相互作用是平衡OER活性和稳定性的关键因素。
我们的材料即使在PEMWE中也表现出优异的性能，在1.63 V下达到1.0 A cm-2，在250 mA cm-2电流密度下耐久性近300小时。
这项工作表明，硼化是延长RuO2寿命的有效策略，不仅在三电极系统中，而且在具有明显不同操作条件和反应环境的PEMWE装置中也是如此。它提供了一种简单的方法来实现RuO2催化剂的无序和非对称，用作稳定非Ir基PEMWEs系统。
论文信息
A Long-Range Disordering RuO2 Catalyst for Highly Efficient Acidic Oxygen Evolution Electrocatalysis
Guanzhen Chen, Ruihu Lu, Chao Ma, Xuewen Zhang, Ziyun Wang, Yu Xiong, and Yunhu Han
文章的第一作者是西北工业大学的博士研究生陈冠震、奥克兰大学的博士研究生路瑞虎以及清华大学马超
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202411603
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