为析氧反应(OER)开发具有高活性的酸稳定电催化剂对于许多能源相关技术而言至关重要。

近日，华南理工大学Zhong-Jie Jiang通过在空气中控制煅烧合成的超薄氮掺杂碳包覆氧空位(Vo·)富RuO₂纳米颗粒在碳纳米管(CNT)(NC@Vo·-RuO₂/CNTs-350)上是一种高效的材料用于OER的酸稳定电催化剂。

文章要点

1）NC@Vo·-RuO₂/CNTs-350仅需要170.0mV的过电势即可驱动10.0 mA cm⁻²，并显示出出色的稳定性，在>900小时内未观察到明显的活性损失。其质量活性比商业RuO₂高>110倍。特别是，用这种催化剂组装的电解槽显示出创纪录的低电池电压1.45V以提供10.0mAcm^-2，并且表现出低性能下降>1000小时。

2）NC@Vo·-RuO₂/CNTs-350在中性和碱性介质中也表现出超高的催化活性和优异的OER稳定性。DFT计算表明其高催化活性主要源于RuO₂与NC/CNTs之间的强电子耦合，增加了Ru在活性位点的氧化态和催化活性，提高了OER过程中晶格氧和表面Ru的稳定性.Vo·的存在可以加强RuO₂和NC/CNTs之间的电子耦合。

参考文献

Haohao Yan, et al, Ultrathin Carbon Coating and Defect Engineering Promote RuO₂ as an Efficient Catalyst for Acidic Oxygen Evolution Reaction with Super-High Durability, Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202300152

https://doi.org/10.1002/aenm.202300152