通过钌基催化剂在酸性水电解中取得突破

氢燃料具有清洁，可再生和高燃料效率的优点，被视为“终极燃料”，并在全世界受到更多关注。水电解是生产氢气的理想方式，但它需要活性和稳定的催化剂，这使得该方法更有效和更便宜。如果没有合适的催化剂，将水转化为燃料似乎太好了。

幸运的是，最近的一项研究正在使这个梦想更加接近。来自中国科学技术大学的吴渊教授团队成功制备了一种钌单原子合金催化剂，大大加速了水电解过程，电位较低(220 mV)。

该小组通过表面缺陷工程成功制备了单原子钌(Ru)催化剂，以捕获和稳定单个原子。单原子Ru催化剂提供90mV的低过电位以达到10mA / cm2的电流密度，并且具有比商业RuO2更长的寿命。

在这项研究中，研究人员通过顺序酸蚀和电化学浸出，使用不同的PtCu合金构建了一系列合金支撑的Ru1。他们还发现氧析出反应(OER)活性与PtCu合金的晶格常数之间的火山关系。密度泛函理论研究表明，Pt皮壳的压缩应变设计了Ru1的电子结构，允许优化的氧物质结合和更好的抗过氧化和溶解性。

与具有更好耐溶解性的铱基体系相比，钌基体系具有更丰富的储备，并且由于其较低的过电位而被评价为更活跃的OER催化剂。

这项研究使水电解制氢更容易，更有效，并使人们看到氢作为未来替代新能源的巨大潜力。然而，到目前为止，催化剂的稳定性问题还没有完全解决。“仍有许多探索工作需要进一步改进反应体系，我们将继续设计实验，并试图寻找提高催化剂活性和稳定性的最佳方法。”博士说。姚。

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