Electronic Structure‐Engineered Proton Depletion Interfaces on Ternary RuO 2 for Ultra‐Stable Kilowatt Electrocatalysis

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作者
Jieru Bao,Yu‐Cheng Gu,Boman Su,Xingye Sun,Huihui Zhang,Kexin Wang,Xuanni Lin,Cheng‐Jie Yang,Bin Yang,Zhongjian Li,Chung‐Li Dong,Qiang Zheng,Ming Qiu,Lecheng Lei,Chris Yuan,Zongping Shao,Yang Hou
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (45): e202515362-e202515362 被引量:11
标识
DOI:10.1002/anie.202515362
摘要

Advancing high-current PEM water electrolysis (PEMWE) is crucial for terawatt-scale green hydrogen economies, but anode catalyst stability under industrial conditions remains a key barrier to system efficiency and longevity. Here, we present a ternary RuO2-based catalyst (Cr0.1Sn0.1Ru0.8O2) that addresses these limitations through proton depletion interface engineering, with electronic structure modulation inherently integrated into the catalyst design. The resulting catalyst reaches a current density of 3.0 amperes per square centimeter at only 1.77 volts and a low degradation for oxygen evolution over 1000 h in PEMWE. A scaled-up system incorporating this anode catalyst further attains a hundred-ampere level water electrolysis, with kilowatt scale which propels the large-scale deployment of hydrogen production utilizing renewable energy sources. Our techno-economic analysis predicts that leveraging this anode architecture can reduce hydrogen production costs below $1 per kg H2 while maintaining a substantially lower environmental footprint relative to conventional electrolyzer technologies.
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