设计具有更高稳定性和活性的催化材料是可持续电化学能源技术的关键。RuO₂是生产绿色氢气的电解槽中最具活性的析氧反应（OER）电催化剂，但其在反应过程中会遇到严重的电化学氧化和溶解问题。获得稳定和活性的RuO₂电催化剂仍然是一个巨大的挑战，目前的策略通常是以牺牲另一种性能为代价来增强这两种性能中的一种。

近日，天津大学Tao Ling，南开大学Zhenpeng Hu，台湾同步輻射研究中心Chia-Hsin Wang构建了RuO₂/CoO_x杂化催化剂，打破了RuO₂催化剂的稳定性和活性的拉锯关系。

文章要点

1）结合理论计算、原位X射线光电子能谱(XPS)和原位紫外可见吸收光谱(UV-Vis)，研究人员证明了新型RuO₂/CoO_x杂化材料的稳定性大大超过了块体RuO₂的Pourbai极限。这归因于CoO_x的氧化和界面电子效应的牺牲，通过降低RuO₂的溶解驱动力和丰富RuO₂上的电子来稳定RuO₂。

2）此外，动力学同位素效应(KIE)、原位红外反射(IR)测量和理论计算证实，界面的构建在RuO₂/CoO_x界面周围产生了高活性的Ru/Co双原子中心，它们协同吸收了OER过程中的关键氧中间体，从而优化了反应热力学和动力学。因此，RuO₂/CoO_x催化剂在中性和碱性条件下具有优异的高OER活性，同时具有良好的长期稳定性。

参考文献

Du, K., Zhang, L., Shan, J. et al. Interface engineering breaks both stability and activity limits of RuO2 for sustainable water oxidation. Nat Commun 13, 5448 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-33150-x

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33150-x