Metallic Ru─Ru Interaction in Ruthenium Oxide Enabling Durable Proton Exchange Membrane Water Electrolysis

材料科学 氧化钌 电解 电解水 氧化物 金属 质子交换膜燃料电池 化学工程 纳米技术 无机化学 催化作用 冶金 有机化学 电极 物理化学 燃料电池 化学 工程类 电解质
作者
Guoqiang Zhao,Wei Guo,Minmin Shan,Yanyan Fang,Gongming Wang,Hongge Pan,Yongfeng Liu,Hongge Pan,Wenping Sun
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (30): e2404213-e2404213 被引量:109
标识
DOI:10.1002/adma.202404213
摘要

Developing efficient and robust electrocatalysts toward the oxygen evolution reaction (OER) is critical for proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE). RuO2 possesses intrinsically high OER activity, but the concurrent electrochemical dissolution leads to rapid deactivation. Here a unique RuO2 catalyst containing metallic Ru─Ru interactions (m-RuO2) is reported, which maintains stability in practical PEMWE for 100 h at 60 °C and 1 A cm-2. Experimental and theoretical investigations suggest that the presence of Ru─Ru interactions significantly increases the energy barrier for the formation of RuO2(OH)2, which is a key intermediate for Ru dissolution, and hence substantially mitigates the electrochemical corrosion of m-RuO2. Meanwhile, the Ru4d band center downshifts, accordingly, ensuring the high OER activity, and the participation of lattice oxygen in the OER is also suppressed at the Ru─Ru sites, further contributing to the enhanced durability. Interestingly, such enhanced stability is also dependent on the size of metallic Ru─Ru cluster, where the energy barrier is further increased for Ru3, but is decreased for Ru5. These results highlight the significance of local coordination structure modulation on the electrochemical stability of RuO2 and open a feasible avenue toward the development of robust OER electrocatalysts for high-performance 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
Alien完成签到 ,获得积分10
1秒前
zyt发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
水濑心源发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
快让我滚蛋毕业完成签到,获得积分10
3秒前
上官若男应助平淡的绮琴采纳,获得10
4秒前
4秒前
天天快乐应助诚心淇采纳,获得10
4秒前
5秒前
L1完成签到,获得积分10
5秒前
静流小矿工完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
7秒前
gqy发布了新的文献求助10
7秒前
1234完成签到,获得积分10
8秒前
yl发布了新的文献求助10
9秒前
敏感萝发布了新的文献求助20
9秒前
所所应助伊尔采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
shenyanlei发布了新的文献求助10
13秒前
mark发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
在水一方应助缓慢雅青采纳,获得10
16秒前
善学以致用应助Tang采纳,获得10
17秒前
自觉含芙发布了新的文献求助30
17秒前
隐形曼青应助shenyanlei采纳,获得10
17秒前
DS完成签到,获得积分20
17秒前
烟浙完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
Lucian完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
20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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6019897
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7615343
关于积分的说明 16163262
捐赠科研通 5167628
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2765714
邀请新用户注册赠送积分活动 1747574
关于科研通互助平台的介绍 1635713