电催化讨论群-1: 多金属氧化物通过等构取代(isomorphic substitution strategy),具有独特的电子结构和几何结构,调节的电子能带,配位环境,因此能够对催化水氧化反应产生独特的贡献,这个效应对于质子交换膜电解水器件(PEMWE)非常重要。有鉴于此,北京化工大学刘景军教授、云南贵金属研究所刘锋博士等报道首次通过等构取代策略,合成了控制氧缺陷(Ov)密度的InSnRuO2,这种合成方法使用三价In产生Ov,相邻金属离子作为供电子体,因此形成有序和密集的In-Ov-Ru-O-Sn结构。本文要点要点1. 在酸性水氧化催化反应中,InSnRuO2催化剂具有超低的过电势(183 mV),质量活性达到103.02 A mgRu-1。PEMWE的长期稳定性测试结果表明,能够在比较低的电压(1.56 V)和50 mA cm-2电流密度持续工作200 h,在0.5 M H2SO4电解液中的性能超过了IrO2||Pt/C。要点2. 加速老化测试结果表明PEMWE器件使用纯水电解液没有明显电压增加,甚至是在电流密度从1 A cm-2提高至5 A cm-2。显著改善的性能与密集Ov电子极化能够稳定In-Ov-Ru-O-Sn结构,因此能够同时活化氧物种的能带,并且显著增强OER反应动力学。更加重要的一点是,自限域Ov电子极化能够导致熵和焓的降低,因此阻碍Ru原子溶解,得到长期稳定的氧化物。这项工作有助于设计下一代含有极化子的Ru催化剂以及设计结构不对称的载体活性位点用于电催化PEMWE。 Yanhui Sun, Mingyue Xiao, Feng Liu, Jun Gan, Shixin Gao, Jingjun Liu, Oxygen Vacancy-Electron Polarons Featured InSnRuO2 Oxides: Orderly and Concerted In-Ov-Ru-O-Sn Substructures for Acidic Water Oxidation, Adv. Mater. 2024DOI: 10.1002/adma.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.电催化讨论群-1: /o:p光催化群-2: /o:p均相催化与酶催化群-2: /o:p纳米催化群-1: /o:p多孔材料群-2: 理论计算群-2:
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