山东大学化学与化工学院刘阳研究员在钌基水裂解催化剂精准设计方面取得新进展

背景：质子交换膜水电解是一种绿色制氢技术，但其阳极氧气析出反应动力学缓慢，需要高性能且稳定的催化剂。二氧化钌虽具良好催化性能，但其强Ru-O共价键易导致结构退化，限制了应用。研究目的：为突破二氧化钌催化剂活性与稳定性之间的权衡瓶颈，研究团队旨在通过精确调控拉伸应变和掺杂策略，设计新型钌基催化剂。结论：团队成功制备了拉伸应变型锶和钽共掺杂的二氧化钌纳米催化剂。该催化剂通过调控Ru-O键，降低了共价性，优化了反应中间体吸附，在酸性条件下表现出优异的活性和稳定性，过电位仅为166 mV，且稳定性较原始二氧化钌提高10倍以上，为高性能酸性氧气析出催化剂的设计和质子交换膜水电解商业化提供了新思路。