on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">水电解制氢气因其高工作电流密度和可操作性而被认为是一种有效的可持续能源生产方法。OER半反应仍然是电解水制氢的瓶颈并阻碍了整体性能,因此开发稳健的OER催化剂至关重要。大多数催化剂倾向于在酸性OER条件下迅速降解,因此开发出具有优异酸性OER活性且耐用的催化剂迫在眉睫。基于此,电子科技大学岳秦和华东理工大学王栋等成功地合成了具有Ru核和氧结合的Ir壳的核壳纳米粒子(Ru@Ir-O),该催化剂具有高OER活性和良好的酸稳定性。在0.5 M H2SO4中,相对于金属Ir (316 mV)和IrO2(350 mV),Ru@Ir-O催化剂在10 mA cm-2电流密度下的OER过电位低至238 mV。另一方面,该催化剂在1.55 V下实现了1169.0 A g-1的高质量活性,分别是纯Ir和IrO2的5倍和78倍;Ru@Ir-O在5 mA cm-2geo下进行1小时稳定性测试后,其结构没有发生明显变化。结构表征和密度泛函理论(DFT)计算表明,核-壳相互作用和拉伸应变会导致能带位置偏移和电荷重新分布,这些电子因素进一步优化了O*和HOO*中间体在催化剂表面上的键合强度,进而提高电催化OER活性。该工作不仅提供了一种合成高效核壳纳米催化剂的可行方法,而且展示了一种有效的策略,即Ru@Ir-O与应变效应协同调节OER性能。
Core-Shell Nanostructured Ru@Ir-O Electrocatalysts for Superb Oxygen Evolution in Acid. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202108031