温州大学金辉乐课题组Engineering Reports综述：酸性钌基电析氧催化剂的工业化设计与开发指南

随着科研人员不断研究质子交换膜电池（PEM电池），酸性条件下制氢被认为是实现工业氢能可持续发展最有前途的途径之一。水的电解由两个半反应组成：阳极的析氧反应（OER）和阴极的析氢反应（HER）。目前，基于钼、钴等金属的酸性阴极催化剂一般在较低的过电势下具有良好甚至类铂的性能。酸性阳极催化剂主要依靠贵金属铱及其氧化物，但铱的稀缺在一定程度上限制了其广泛应用。因此，开发价格低廉、性能优良的工业阳极催化剂显得尤为重要。

近日，温州大学金慧乐团队回顾了酸性条件下氧电沉积钌基材料的研究现状，并探讨了未来钌基材料在氧电沉积产业化过程中面临的挑战和机遇。

▲图文摘要

本文首先简述酸性条件下的析氧机理，主要从金属钌、钌单原子、二氧化钌和含钌钙钛矿（烧绿石）氧化物出发，重点研究杂原子掺杂和配位环境。从形貌、应变效应等方面描述了催化剂的电子结构、活性和稳定性之间的构效关系，总结了钌基催化剂的稳定性和活性之间的关系。文章最后作者针对目前钌基析氧催化剂存在的问题提出了相应的策略：（1）精确控制催化活性中心钌（4RuO2(OH)2）的价态，设计构建新型含钌催化剂，提高催化剂活性； (3)从定量计算和原位观测的角度研究钌基催化剂在催化过程中的动态变化。

部分图表

▲析氧机理

▲金属钌催化剂部分文献

▲钌原子催化剂文献图片

▲钌溶解中间体与催化活性中间体关系图

论文信息：

水本小说：迷你

周峰、张丽杰、李娟、王琪、陈雨柔、陈、陆、陈光*、金惠乐*、王顺、王

DOI：10.1002/eng2.12437