【高端测试 找华算】专注测试分析服务、自有球差电镜机时、全球同步辐射资源，20000+单位服务案例！经费预存选华算，高至17%预存增值！Ru活性中心在OER电位下容易被过氧化形成高价和可溶性的Ru物种(如RuO4)，从而导致Ru 基催化剂的溶解和随后的活性损失。为了抑制OER期间Ru的过度氧化，已经提出了各种策略，包括元素掺杂、应变工程和结构调节。但是取得的进展有限，迄今为止报道的大多数Ru基催化剂仍然受到酸性OER活性和稳定性之间的性能折衷的影响。最近，利用费米水平排列驱动的电荷转移效应，异质结制造已经成为改善水分解催化剂的电催化稳定性和活性的有希望的策略。然而，与异质结催化剂相关的一个重大挑战在于它们对基质材料腐蚀的敏感性，这通常导致异质结的崩溃和随后催化效应的丧失。此外，大部分异质结催化剂的活性中心往往埋在体材料内部，使它们无法接近溶液中的反应物。因此，设计一个稳定的酸性OER异质结催化剂本质上是具有挑战性的。近日，中国科学技术大学曹瑞国、焦淑红、江俊和宁波东方理工大学M. Danny Gu等制备了一个封闭的肖特基异质结，核/壳RuCo/RuCoOx电催化剂。其具有一个超薄耗尽层，这不仅最大化了耗尽层中活性位点的暴露，而且优化了它们的电子结构，以改善酸性OER活性和耐久性。实验结果表明，在0.5 M H2SO4中，RuCo/RuCoOx电催化剂仅需170 mV的过电位就能达到10 mA cm-2的电流密度，并在该电流密度下连续稳定电解250小时。此外，利用RuCo/RuCoOx作为阳极和Pt/C作为阴极组装的PEM电解槽仅需1.78 V就能产生1 A cm-2的电流密度，并且该电解槽可以在200 mA cm-2下连续稳定工作至少200小时。一系列光谱表征和理论计算表明，肖特基异质结诱导的晶格应变和电荷转移调节了OER途径，在改善OER活性的同时，抑制了Ru物种的过氧化和Ru活性中心的不良浸出。此外，RuCo/RuCoOx催化剂的封闭核/壳结构有效地保护金属RuCo核免受酸性腐蚀，确保肖特基异质结在长期酸性OER测试期间保持完整。总的来说，该项研究通过构建封闭的异质结构打破了催化剂活性和稳定性之间的权衡，这种合理的异质结催化剂设计策略有助于实现催化剂的广泛电化学应用和电化学设备的开发。Ultrathin and conformal depletion layer of core/shell heterojunction enables efficient and stable acidic water oxidation. Journal of the American Chemical Society, 2024. DOI: 10.1021/jacs.4c07995🌟 同步辐射，找华算 ！三代光源，全球机时，最快一周出结果，保质保量！👉全面开放项目：同步辐射硬线/软线/高能/液体/原位/SAXS/GIWAXS/PDF/XRD/数据拟合！🏅 500+博士团队护航，助力20000+研究在Nature&Science正刊及子刊、Angew、AFM、JACS等顶级期刊发表！👉 点击阅读原文加我，立即领取更多优惠💖
