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設計低貴金屬質量的高活性且耐用電催化劑促進動力學緩慢的OER反應是制氫反應至關重要的環節。

有鑒于此，天津大學王慶法教授等報道表面Ru富集且含有氧缺陷的RuMnO_x@RuO_x-1.5，這個催化劑利用MnO_x存儲電子，實現了活性增強且穩定的催化劑。

本文要點

（1）

RuMnO_x@RuO_x-1.5催化劑具有91.2 μg_Ru cm^-2的超低質量負載，在1.5 V達到1645 A g_Ru^-1，長期運行穩定時間>240 h，在0.5 M H₂SO₄具有高穩定性（6.22×10⁴）。

（2）

實驗表征和理論計算結果發現，間隔的Mn原子發生溶解，使得相鄰的Mn能夠存儲電子的作用，補充Ru活性位點的電子，抑制Ru的過度氧化，因此延長穩定性。晶體-非晶異質界面、豐富的氧空位和穩定的Ru?O?Mn原子結構共同促進了優異的催化活性。Ru位點和羰基中間體之間的弱吸附降低了從O*轉變為*OOH的能壘，實現了吸附物轉化機理（AEM）。這項工作為設計質子交換膜水電解的OER電催化劑提供了方向。

參考文獻

Yue Qin, Xiaopo Niu, Rong Zhao, Jiuyi Sun, Zhihong Xu, Zhen Guo, Danni Liu, Lili Guo, Chang Liu, Junfeng Zhang, Qingfa Wang*, Manganese as Electron Reservoir Stabilized RuMnO_x@RuO_x with Enhanced Activity and Robust Durability for Acidic Water Oxidation, ACS Catal. 2024, 14, 12970-12981

DOI: 10.1021/acscatal.4c01707

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c01707