孙建敏Appl. Catal. B. : 共掺杂Mo和Ce调节RuO2电子关联性来促进酸性条件下电催化OER

2023年10月14日上午11:35 • 顶刊解读

设计在酸性介质中高效电催化剂是促进质子交换膜(PEM)电解槽广泛应用的一种有前景的策略。另外，析氧反应(OER)需要高过电位(η)来克服水分解过程中的高热力学能垒。

哈尔滨工业大学孙建敏团队报道了一种将具有大离子半径的Mo和Ce引入到RuO₂的策略，以调节Ru-O键周围的电子结构，提高RuO₂在酸性条件下的OER活性和稳定性。

Mo和Ce可以作为电子给体将电子转移到Ru上，有效地提高了Ru₃MoCeO_x在强酸性环境下的活性以及活性位点的溶解抵抗力。同时，Mo和Ce的共掺杂增强了Ru-O键的共价性和d-p轨道的杂化度，有效地调节了Ru₃MoCeO_x的电子结构从而获得更好的OER性能。

更重要的是，与RuO₂相比，Ru₃MoCeO_x在OER过程中形成氧化中间体*OOH的能垒从0.78 eV降低到0.60 eV，从而显着促进了OER 活性。

在0.5 M H₂SO₄中， Ru₃MoCeO_x表现出出色的OER 性能，电流密度为10 mA cm^-2时的过电位仅为164 mV，并拥有卓越的质量活性(1469.5 A g^‒1，1.53 V vs RHE)。此外， Ru₃MoCeO_x可以在100 mA cm^-2电流密度下连续电解100小时，表现出优异的稳定性。

Tuning electron correlations of RuO₂ by co-doping of Mo and Ce for boosting electrocatalytic water oxidation in acidic media. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120528

孙建敏Appl. Catal. B. : 共掺杂Mo和Ce调节RuO2电子关联性来促进酸性条件下电催化OER

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