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在單原子位點(diǎn)對(duì)納米材料進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，能夠得到前所未有的催化性能，實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。但是，如何在質(zhì)子交換膜水電解槽（PEMWE）的RuO₂電催化劑做到這一點(diǎn)，仍然具有非常大的挑戰(zhàn)。

有鑒于此，深圳大學(xué)駱靜利教授、羅水平副研究員、南方科技大學(xué)劉科教授等報(bào)道通過(guò)相工程設(shè)計(jì)新型六方密堆積（hcp）晶相RuBi單原子合金，構(gòu)建了Bi-RuO₂單原子合金氧化物（SAAO），促進(jìn)酸性O(shè)ER反應(yīng)。

本文要點(diǎn)：

（1）

這種Bi-RuO₂ SAAO電催化劑表現(xiàn)出192 mV的低過(guò)電位，并且在10 mA cm^-2的電流密度下，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)650 h的優(yōu)異穩(wěn)定性，使得在工業(yè)條件下，實(shí)用的PEMWE只需1.59 V電壓就能達(dá)到1.0 A cm^-2的電流密度。

（2）

原位差分電化學(xué)質(zhì)譜分析結(jié)合DFT理論計(jì)算研究，證實(shí)了Bi-RuO₂ SAAO的吸附質(zhì)演變機(jī)理，并且表明Bi1的摻入能夠優(yōu)化電子密度，因此提高催化活性，并且阻礙表面Ru的脫金屬化，提高穩(wěn)定性。

這項(xiàng)工作不僅為在原子層面制備高性能電催化劑引入了一種新策略，還展示了它們?cè)诠I(yè)電解槽中的潛在應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

Zhichao Yang, Yutian Ding, Wen Chen, Shuiping Luo, Daofan Cao, Xin Long, Lei Xie, Xincheng Zhou, Xinyi Cai, Ke Liu, Xian-Zhu Fu, Jing-Li Luo, Phase-Engineered Bi-RuO₂ Single-Atom Alloy Oxide Boosting Oxygen Evolution Electrocatalysis in Proton Exchange Membrane Water Electrolyzer, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202417777

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202417777