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四單位聯(lián)合AFM：Ru/Se-RuO2酸性O(shè)ER活性高，可控硒化策略功不可沒！

在酸性條件下進(jìn)行電化學(xué)水分解制氫是一項(xiàng)有效和綠色無污染的制氫方法。然而，電化學(xué)水分解的進(jìn)一步發(fā)展受到析氧反應(yīng)(OER)緩慢動(dòng)力學(xué)的限制，因此大量的研究工作致力于開發(fā)具有優(yōu)異活性和耐久性的催化劑以實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定催化OER。具有豐富d軌道電子的釕(Ru)及其化合物被認(rèn)為是替代商業(yè)銥基催化劑的潛在候選者。

然而，釕的氧化物在酸性條件下的耐腐蝕性較差，這阻礙了釕基OER電催化劑的大規(guī)模應(yīng)用。因此，目前迫切需要探索有效的策略來提高Ru基氧化物對(duì)酸性水分解的催化活性和耐久性。

近日，清華大學(xué)伍暉、北京郵電大學(xué)雷鳴、暨南大學(xué)李希波和武漢理工大學(xué)唐浩林等報(bào)道了一種簡(jiǎn)便的硒輔助還原方法，通過球磨和退火工藝成功制備出具有部分Ru的硒改性RuO₂(Ru/Se-RuO₂)。Ru/Se-RuO₂表現(xiàn)出優(yōu)異的酸性O(shè)ER性能，其在10 mA cm^-2電流密度下的過電位低至190 mV；其還具有快速的電子轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)，以及更多的催化活性位點(diǎn)和優(yōu)異的長(zhǎng)期耐久性，性能優(yōu)于商業(yè)RuO₂。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，Ru/Se-RuO₂的優(yōu)異電催化性能可能是由于電子轉(zhuǎn)移相互作用的增強(qiáng)和Ru/RuO₂異質(zhì)結(jié)的形成。此外，Ru/Se對(duì)RuO₂的共修飾可以降低催化劑表面形成*OOH的能壘，從而顯著提高了OER的性能。

該項(xiàng)工作證明了通過硒摻雜來調(diào)整Ru基氧化物的相組成和電子結(jié)構(gòu)以提高電催化活性的可行性，這為其他復(fù)合電催化劑的合理設(shè)計(jì)和合成以用于能源生產(chǎn)及其他領(lǐng)域提供了策略。

Ru/Se-RuO₂ Composites via Controlled Selenization Strategy for Enhanced Acidic Oxygen Evolution. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211102

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