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對于電解水而言，構筑合適的金屬-基底相互作用是獲得高效并且耐腐蝕電解水催化劑的關鍵。

有鑒于此，南京航空航天大學彭生杰等報道研究Ru納米粒子與非化學計量比的二氧化鈦之間的相互作用，包括TiO、Ti₄O₇、TiO₂多種二氧化鈦，發現Ru/Ti₄O₇、的金屬基底相互作用有助于實現全pH范圍內的HER和OER雙功能電催化。

本文要點

（1）

Ti₄O₇具有獨特的能帶結構，高導電性和比較好的化學穩定性，而且能夠通過界面Ti-O-Ru結構產生非常巧妙的金屬-基底相互作用，在OER反應中能夠穩定Ru物種，在HER反應中能夠引發氫溢流效應加快反應速率。

（2）

Ru/Ti₄O₇表現優異的電催化活性，在酸性體系中進行電催化反應達到10 mA cm^-2電流密度HER和OER反應的過電勢分別僅為8 mV和150 mV，而且能夠工作500 h超長時間。由于優異的雙功能電催化，Ru/Ti₄O₇能夠應用于質子交換膜和陰離子交換膜，而且具有優異的催化活性和穩定操作。這項工作有助于發展高效率的能源轉換器件。

參考文獻

Zhao, S., Hung, SF., Deng, L. et al. Constructing regulable supports via non-stoichiometric engineering to stabilize ruthenium nanoparticles for enhanced pH-universal water splitting. Nat Commun 15, 2728 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-46750-6

https://www.nature.com/articles/s41467-024-46750-6