Surface Iridium Single‐Atom Engineering Enables a Highly Stable RuO 2 Catalyst for Efficient Acidic Water Oxidation

过电位 铱 催化作用 材料科学 析氧 分解水 电解水 电化学 钌 化学工程 无机化学 氧气 电催化剂 电解 氢 制氢 质子交换膜燃料电池 降级(电信) 过渡金属 海水 金属 氧化还原 开路电压 红外光谱学 铑
作者
Ruyi Cheng,Jia Fu,Lei Shi,Huixia Ren,Bowen Peng,Yingjia Liu,Deao Kong,Ke Yang,Jingrui Han,T T Zhang,Dahuan Liu,Dong Liu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:16 (31)
标识
DOI:10.1002/aenm.71254
摘要

ABSTRACT Efficient and stable electrocatalysts for acidic water oxidation are pivotal to proton exchange membrane water electrolyzer (PEMWE). Ruthenium dioxide (RuO 2 )‐based catalysts demonstrate exceptional activity for the acidic oxygen evolution reaction (OER), however, their practical application in PEMWE is hindered by poor durability at industrial‐level current density. Herein, a KCl‐etching strategy is developed to embed Iridium (Ir) single atoms and grain boundary (G) within the RuO 2 matrix (Ir SAC ‐G‐RuO 2 ) to enhance its stability for the acidic OER. The as‐prepared Ir SAC ‐G‐RuO 2 catalyst exhibits excellent acidic OER activity with a low overpotential of 189 mV at 10 mA cm −2 and high stability with negligible degradation over 1000 h at 50 mA cm −2 . In situ electrochemical spectroscopy analyses verify that the asymmetric Ru‐O‐Ir sites lower activation energy, promote OH* generation, and suppress lattice oxygen participation, thereby enhancing both activity and stability. A PEMWE electrolyzer equipped with Ir SAC ‐G‐RuO 2 catalyst achieves a high current density of 1.0 A cm −2 at 1.61 V and maintains stable operation over 200 h at 1 A cm −2 , underscoring its significant potential for large‐scale green hydrogen production. This work establishes a viable strategy for anchoring Ir single atoms onto RuO 2 surface, addressing the critical trade‐off between Ir usage and durability in PEMWE.
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
SuperYQJZ完成签到,获得积分10
刚刚
英姑的应助被LL爱读书采纳,获得10
刚刚
科研通AI2S的应助被dingminfeng采纳,获得10
刚刚
刚刚
彭铤发布了新的文献求助10
1秒前
英姑的应助被123采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
Paradox发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
Crystal完成签到,获得积分10
1秒前
LX777完成签到,获得积分10
1秒前
Gali的应助被子咸采纳,获得10
2秒前
2秒前
April关注了科研通微信公众号
2秒前
nabla完成签到,获得积分10
2秒前
Jasper的应助被aerbol采纳,获得10
2秒前
研友_VZG7GZ的应助被Soin采纳,获得10
2秒前
rui7发布了新的文献求助10
2秒前
yuyu完成签到 ,获得积分10
2秒前
打打的应助被WEIM采纳,获得10
3秒前
uu完成签到,获得积分10
3秒前
Hello的应助被优雅的佳佳采纳,获得10
3秒前
苗儿完成签到,获得积分10
3秒前
大模型的应助被KokuSeito采纳,获得10
4秒前
科研狗完成签到,获得积分10
4秒前
SAL完成签到,获得积分10
4秒前
CodeCraft的应助被小橘猫采纳,获得10
4秒前
ZGQ完成签到,获得积分10
4秒前
慕青的应助被xjzz采纳,获得10
4秒前
嘻嘻哈哈的应助被奕奕采纳,获得10
4秒前
卜哥完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
JJJ完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
daisy完成签到,获得积分10
5秒前
5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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
CLSI VET01S Ed7 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals 1000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 530
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7866442
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9383632
关于积分的说明 20744544
捐赠科研通 7466865
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3349355
关于科研通互助平台的介绍 2490532
邀请新用户注册赠送积分活动 2374847