Dual-Site Cobalt-Doped RuO 2 /TiO 2 Electrocatalyst Enables Stable and Cost-Efficient Acidic Oxygen Evolution for PEM Water Electrolysis

化学 电催化剂 过电位 电解 析氧 电解水 无机化学 氧气 催化作用 质子交换膜燃料电池 金红石 化学工程 吸附 分解水 电子转移 再分配(选举) 极化(电化学) 过渡金属 反应中间体 电子结构 锐钛矿 亚稳态
作者
Jing Liang,Yuanyuan Zhao,Chenyu Yang,Shandong Zhu,Liang Wang,Ke Xu,Xueliang Mu,Yong Han,Zhi Liu,Zhiwei Zhao,Wei Liu,Fei Li,Zhangquan Peng,Edmund C. M. Tse,Qinghua Liu,Junfeng Gao,Qing Li,Jian‐Feng Li,Jinxuan Liu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (43): 39781-39795 被引量:25
标识
DOI:10.1021/jacs.5c14137
摘要

Developing efficient, cost-effective, and durable electrocatalysts for proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) remains a significant challenge, requiring the stabilization and enhancement of catalyst activity under harsh conditions. Here, we present cobalt-doped ruthenium dioxide (Co0.3Ru0.7O2) on TiO2 as an electrocatalyst toward an acidic oxygen evolution reaction. The Co0.3Ru0.7O2-TiO2 achieves an impressive overpotential of 322 mV at 1 A cm-2 and demonstrates stable operation for over 1000 h at 500 mA cm-2 in a PEMWE device. Comprehensive experimental and theoretical calculation results demonstrate that the doping of Co atoms into the rutile RuO2 lattice optimizes the geometric configuration. Moreover, the lattice-matched interface between Co0.3Ru0.7O2 and TiO2 promotes interfacial electron redistribution and stabilizes active centers under oxidative conditions. This facilitates a dual-site fully parallel oxidation (DFO) pathway in which intermediates are synchronously adsorbed and desorbed at Ru and Co sites, enabling direct O-O coupling. This work highlights the synergistic effect of the Ru-Co dual sites and TiO2 support in establishing a stable, self-regulating electronic environment that drives efficient intermediate transformation via the DFO mechanism.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
醉熏的友卉完成签到,获得积分20
刚刚
吴金魁完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
执着书瑶发布了新的文献求助10
1秒前
sbvsa完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
赘婿应助欢喜的丹亦采纳,获得10
2秒前
3秒前
sbvsa发布了新的文献求助10
4秒前
kai发布了新的文献求助20
5秒前
铭铭子发布了新的文献求助10
6秒前
段祥发布了新的文献求助10
6秒前
上官若男应助老石采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
小羊完成签到 ,获得积分10
9秒前
Orange应助嘻嘻嘻采纳,获得10
9秒前
CipherSage应助蓝绝采纳,获得10
10秒前
11秒前
科研通AI6.4应助风止采纳,获得10
11秒前
peggy发布了新的文献求助10
11秒前
嘻嘻哈哈发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
14秒前
是哇哦发布了新的文献求助10
15秒前
在水一方应助坦率访琴采纳,获得10
15秒前
15秒前
等待完成签到,获得积分10
16秒前
铭铭子发布了新的文献求助10
17秒前
嘻嘻哈哈完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
songjiatian完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
执着书瑶完成签到,获得积分10
20秒前
隐形曼青应助无理采纳,获得10
21秒前
852应助mojomars采纳,获得10
21秒前
WAHXY完成签到,获得积分10
22秒前
songjiatian发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Mammalian Synthetic Biology 500
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7638224
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9211551
关于积分的说明 19759122
捐赠科研通 7205251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275822
关于科研通互助平台的介绍 2437416
邀请新用户注册赠送积分活动 2273004