Engineering Lattice Distortion in Ruthenium Oxide Enables Robust Acidic Water Oxidation via Direct O–O Coupling

析氧 电催化剂 材料科学 氧化钌 电化学 电解水 阳极 电解 氧化物 催化作用 无机化学 化学物理 化学工程 电极 物理化学 电解质 化学 工程类 冶金 生物化学
作者
Yin’an Zhu,Fei Wu,Xiaozan Zhang,Yichao Lin,Linjuan Zhang,Ting‐Shan Chan,Qiuju Zhang,Liang Chen
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
被引量:14
标识
DOI:10.1002/adma.202500449
摘要

Abstract Ruthenium is considered one of the most promising alternatives to iridium as an anode electrocatalyst for proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE). However, Ru‐based electrocatalysts suffer from poor stability, primarily due to structural collapse under the harsh acidic conditions of oxygen evolution reaction (OER). Here, a design strategy is introduced that significantly enhances both the stability and activity of RuO 2 by switching the catalytic mechanism from the adsorbate evolution mechanism (AEM) to the oxide pathway mechanism (OPM). This is achieved through lattice distortion engineering using a co‐doping strategy involving large‐radius ions (Na⁺ and Hf 4+ ). The incorporation of Na + and Hf 4+ into RuO 2 induces significant lattice distortion, shortening partial Ru─Ru bond distance and optimizing the electronic structure. This modification facilitates direct O–O radical coupling, as confirmed by in situ vibrational measurements and theoretical calculations. It can drive a current density of 1 A cm −2 in a PEMWE device at 60 °C with 1.646 V and operates stably for 85 h at 0.5 A cm −2 . The present study highlights that optimizing the synergistic interaction between two adjacent Ru sites to promote direct O–O coupling is an effective strategy for enhancing the acidic OER performance of RuO 2 .
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刘陶发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
2秒前
2秒前
wop111发布了新的文献求助10
2秒前
循证小刘完成签到,获得积分10
4秒前
李小里完成签到,获得积分20
4秒前
浮游应助jojo采纳,获得10
4秒前
dominic12361完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
刘陶完成签到,获得积分10
6秒前
柴火妞发布了新的文献求助10
6秒前
yuao发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI5应助Lanmeiwei采纳,获得10
7秒前
7秒前
慕青应助doctorw采纳,获得10
8秒前
李小里发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Owen应助彭a采纳,获得10
9秒前
科目三应助ZhaoJiaheng采纳,获得10
10秒前
Juniorrr关注了科研通微信公众号
10秒前
11秒前
华仔应助crank采纳,获得10
11秒前
商文楷发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
拉塞尔....发布了新的文献求助10
12秒前
大黄完成签到,获得积分10
12秒前
lili完成签到,获得积分10
13秒前
沉默的皮卡丘完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
贝贝发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
CodeCraft应助七一安采纳,获得10
14秒前
Acrossgogogo发布了新的文献求助10
16秒前
酷波er应助wop111采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
16秒前
17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
Schifanoia : notizie dell'istituto di studi rinascimentali di Ferrara : 66/67, 1/2, 2024 1000
苯丙氨酸解氨酶的祖先序列重建及其催化性能 700
Circulating tumor DNA from blood and cerebrospinal fluid in DLBCL: simultaneous evaluation of mutations, IG rearrangement, and IG clonality 500
Food Microbiology - An Introduction (5th Edition) 500
Laboratory Animal Technician TRAINING MANUAL WORKBOOK 2012 edtion 400
Progress and Regression 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4849828
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4149215
关于积分的说明 12852851
捐赠科研通 3896596
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2141803
邀请新用户注册赠送积分活动 1161232
关于科研通互助平台的介绍 1061308